高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质与流程

1.本发明涉及零件加工技术领域，尤其涉及一种平面区域之间高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质。

背景技术：

2.图1示出了一个典型的对待加工零件2进行加工的情形，其中，加工载具1的加工面为一平面，在平面上放置有待加工零件2，代加工零件2的外表面包含有平面区域a和平面区域b，在加工过程中，加工治具会对平面区域a和平面区域b均进行加工，且最终使得平面区域a和平面区域b相互平行，且平面区域a和平面区域b之间的距离为一个预设值。
3.可以理解的是，在实际加工的过程中，由于加工误差的存在，使得平面区域a和平面区域b不是相互平行，在此情形下，如何确定平面区域a和平面区域b的距离，就成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种平面区域之间高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量方法，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值》0；包括以下步骤：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。
6.作为本发明实施例的一种改进，所述“获取所述外表面的点云数据”具体包括：获取所述外表面的点云数据，并对所述点云数据进行滤波处理。
7.作为本发明实施例的一种改进，所述“基于至少三个第一点拟合出第一平面α”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第一点拟合出第一平面α；所述“基于至少三个第二点拟合出第二平面β”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第二点拟合出第二平面β。
8.作为本发明实施例的一种改进，所述“从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：基于平面区域a的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点；基于平面区域b的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域b对应的多个第二点。
9.作为本发明实施例的一种改进，所述“获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平
面区域b对应的多个第二点；对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面。
10.作为本发明实施例的一种改进，所述“对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面”具体包括：从平面区域a中的至少三个第一点拟合出第三平面，获取第三平面的法向量n0，以及所述预设平面的法向量n1；基于法向量n0，法向量n1和坐标(0,0,0)创建一个旋转平面，所述旋转平面的法向量为k；生成法向量n0和法向量n1之间的夹角θ；利用罗德里格斯公式求出旋转矩阵t，在使用罗德里格斯公式时，转轴向量为k和旋转角度为θ，基于所述旋转矩阵t对所述点云数据进行旋转处理。
11.作为本发明实施例的一种改进，所述预设平面为xoy平面。
12.本发明实施例还提供了一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量装置，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值》0；包括以下模块：信息获取模块，用于获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；处理模块，用于基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。
13.本发明实施例还提供了一种终端，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的测量方法的步骤。
14.本发明实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的测量方法的步骤。
15.本发明实施例所提供的平面区域之间高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质具有以下优点：本发明公开了一种高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质，该测量方法包括：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。从而能够测量平面区域a和b之间的距离。
附图说明
16.图1为实施例中的测量方法的原理图；
17.图2为实施例中的测量方法的流程示意图。
具体实施方式
18.以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
19.以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本
文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
20.本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
21.本发明实施例一提供了一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量方法，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值》0；这里，在图1所示的情形中，该预设平面可以理解为一个平行于加工载具1的加工面的平面，预设阈值》0，可以根据实际情况来设置预设阈值；包括以下步骤：
22.步骤201：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；
23.这里，在实际中，可以使用测量仪器得到的产品外观表面的点数据集合，然后将该点数据集合组成点云，该点云可以为稀疏点云(即点与点的间距也比较大)，也可以为密集点云(即点数量比较大并且比较密集)。如果是依据激光测量原理得到的点云，包括三维坐标和激光反射强度。如果是依据摄影测量原理得到的点云，包括三维坐标和颜信息。如果是结合激光测量和摄影测量原理得到点云，则包括三维坐标、激光反射强度和颜信息(rgb，red green blue)。其中，平面区域a和平面区域b都是预先指定的。
24.步骤202：基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。
25.这里，在点云中，每个点都具有其三维坐标信息，因此，就可以基于至少三个第一点拟合出第一平面α，可以基于至少三个第二点拟合出第二平面β。之后，计算“若干第二点”中的每个第二点与第一平面α之间的距离，这些距离的均值为d1；计算“若干第一点”中的每个第一点与第二平面β之间的距离，这些距离的均值为d2。可选的，若干第二点可以是从所有第二点中随机选择的，也可以是预先指定的。若干第一点可以是从所有第一点中随机选择的，也可以是预先指定的。
26.这里，由于在实际的加工中，平面区域a和b不是严格的平行关系，因此，可以用d1和d2的均值来表示平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差。
27.这里，在实际中，需要实现设定一个三维坐标系，并使得该点云数据中的每个点的三维坐标都是基于该三维坐标系的，可选的，该预设平面所处的平面即为该三维坐标系中的xoy平面。
28.本实施例中，所述“获取所述外表面的点云数据”具体包括：获取所述外表面的点云数据，并对所述点云数据进行滤波处理。这里，在实际中，对该待加工零件进行加工时，由于误差的存在，平面区域a和平面区域b很有可能不是一个平整的平面，此外，生成该点云的设备，在运行的过程中，也有可能会产生误差，从而导致这两个平面区域对应的点也很有可能不是“平整”的，因此，可以利用滤波处理，来提高这两个平面区域对应的点的“平整性”。
29.该滤波处理可以为：线性滤波器(例如，邻域平滑滤波等)，非线性滤波器等。可选的，可以仅仅对平面区域a和平面区域b进行滤波处理。
30.本实施例中，所述“基于至少三个第一点拟合出第一平面α”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第一点拟合出第一平面α；所述“基于至少三个第二点拟合出第二平面β”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第二点拟合出第二平面β。
31.本实施例中，所述“从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：
32.基于平面区域a的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点；基于平面区域b的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域b对应的多个第二点。
33.这里，在该待加工零件中，平面区域a和平面区域b中会有一些特征点(例如，平面区域a和b的形状，图案等特征)，这些特征点相对于代加工零件的位置是固定的，可以采用模板匹配的方式定位这些特征点，从而就能够定位出平面区域a和平面区域b。
34.本实施例中，所述“获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：
35.获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面。
36.本实施例中，所述“对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面”具体包括：从平面区域a中的至少三个第一点拟合出第三平面，获取第三平面的法向量n0，以及所述预设平面的法向量n1；基于法向量n0，法向量n1和坐标(0,0,0)创建一个旋转平面，所述旋转平面的法向量为k；生成法向量n0和法向量n1之间的夹角θ；利用罗德里格斯公式求出旋转矩阵t，在使用罗德里格斯公式时，转轴向量为k和旋转角度为θ，基于所述旋转矩阵t对所述点云数据进行旋转处理。
37.本实施例中，所述预设平面为xoy平面。
38.本发明实施例二提供了一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量装置，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值》0；包括以下模块：
39.信息获取模块，用于获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；
40.处理模块，用于基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。
41.本发明实施例三提供了一种终端，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如实施例一中的测量方法的步骤。
42.本发明实施例四提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一中的测量方法的步骤。
43.需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。
44.本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
45.可读存储介质可以是保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。可读存储介质例如可以包括但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
46.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

技术特征：

1.一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量方法，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值>0；其特征在于，包括以下步骤：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述“获取所述外表面的点云数据”具体包括：获取所述外表面的点云数据，并对所述点云数据进行滤波处理。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述“基于至少三个第一点拟合出第一平面α”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第一点拟合出第一平面α；所述“基于至少三个第二点拟合出第二平面β”具体包括：基于最小二乘法，将至少三个第二点拟合出第二平面β。4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述“从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：基于平面区域a的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点；基于平面区域b的若干特征点，从所述点云数据中匹配出平面区域b对应的多个第二点。5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述“获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点”具体包括：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面。6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述“对所述点云数据进行水平校正处理，使得平面区域a平行于所述预设平面”具体包括：从平面区域a中的至少三个第一点拟合出第三平面，获取第三平面的法向量n0，以及所述预设平面的法向量n1；基于法向量n0，法向量n1和坐标(0,0,0)创建一个旋转平面，所述旋转平面的法向量为k；生成法向量n0和法向量n1之间的夹角θ；利用罗德里格斯公式求出旋转矩阵t，在使用罗德里格斯公式时，转轴向量为k和旋转角度为θ，基于所述旋转矩阵t对所述点云数据进行旋转处理。7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于：
所述预设平面为xoy平面。8.一种用于待加工零件中的平面区域之间高度差的测量装置，所述待加工零件中的外表面包含有平面区域a和平面区域b，且平面区域a和b不位于同一平面内，且平面区域a与预设平面的夹角小于预设阈值，且平面区域b与预设平面的夹角小于预设阈值，其中，预设阈值>0；其特征在于，包括以下模块：信息获取模块，用于获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域a对应的多个第一点、以及平面区域b对应的多个第二点；处理模块，用于基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值d1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值d2；平面区域a和b在预设平面的垂线上的高度差为(d1+d2)/2。9.一种终端，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的测量方法的步骤。10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的测量方法的步骤。

技术总结

本发明公开了一种高度差的测量方法、装置、终端及可读存储介质，该测量方法包括：获取所述外表面的点云数据，从所述点云数据中匹配出平面区域A对应的多个第一点、以及平面区域B对应的多个第二点；基于至少三个第一点拟合出第一平面α，生成若干第二点与第一平面α之间的距离的均值D1；基于至少三个第二点拟合出第二平面β，生成若干第一点与第二平面β之间的距离的均值D2；平面区域A和B在预设平面的垂线上的高度差为(D1+D2)/2。从而能够测量平面区域A和B之间的距离。域A和B之间的距离。域A和B之间的距离。