南昌航空大学夏桂锁获国家专利权
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龙图腾网获悉南昌航空大学申请的专利飞机蒙皮接缝特征提取方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115205259B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210840200.2,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权飞机蒙皮接缝特征提取方法及系统是由夏桂锁;温志辉;刘孙强;程强强;刘万栋;陈风;何宜真设计研发完成,并于2022-07-18向国家知识产权局提交的专利申请。
本飞机蒙皮接缝特征提取方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种飞机蒙皮接缝特征提取方法及系统,其中飞机蒙皮接缝特征提取方法包括以下步骤:获取接缝的条纹投影特征区域图;合成特征区域三维点云;确定特征区域三维点云中的特征中心与特征三维点云截面;将特征中心的附近点云分别投影到特征三维点云截面,分别利用高度差突变法及斜率值最大法进行三维特征边缘识别获取特征中心区域的边缘点云;根据斜率值最大法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的间隙特征;根据高度差突变法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的阶差特征本发明提出了两种飞机蒙皮三维点云边缘点的识别方法,分别实现对飞机蒙皮接缝的阶差和间隙的边缘点定位,增强了算法的鲁棒性。
本发明授权飞机蒙皮接缝特征提取方法及系统在权利要求书中公布了:1.飞机蒙皮接缝特征提取方法,其特征在于,包括以下步骤: 获取接缝的条纹投影特征区域图; 将条纹投影特征区域图中的接缝特征中心与利用传感器所标定的特征区域的数据合成特征区域三维点云;根据条纹投影特征区域图中的接缝特征中心确定特征区域三维点云中的特征中心与特征三维点云截面; 将特征中心的附近点云分别投影到特征三维点云截面,分别利用高度差突变法及斜率值最大法进行三维特征边缘识别获取特征中心区域的边缘点云; 根据斜率值最大法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的间隙特征;根据高度差突变法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的阶差特征; 所述获取接缝的条纹投影特征区域图,包括: 获取接缝的光栅投影区域的原图及条纹投影特征图; 提取所述原图中的接缝特征中心并进行标记,得到特征区域图; 依据所述特征区域图对条纹投影特征图进行掩膜,得到条纹投影特征区域图; 通过对所述条纹投影特征区域图进行相位计算,并结合接缝特征中心的标记数据与利用传感器所标定的特征区域的数据合成特征区域三维点云; 根据所述特征区域图中的接缝特征中心确定特征区域三维点云中的特征中心与特征三维点云截面; 所述提取原图中的接缝特征中心并进行标记,得到特征区域图,包括以下步骤: 对原图进行去噪; 利用Steger算法提取去噪后的原图中的接缝特征中心并进行标记; 对标记的接缝特征中心进行膨胀、掩膜,得到特征区域图; 所述特征区域图中的接缝特征中心为特征区域三维点云中的特征中心; 所述根据特征区域图中的接缝特征中心确定特征区域三维点云中的特征三维点云截面,包括: 在特征区域图中的特征中心处作垂线,所述垂线垂直于特征区域图中的特征中心线,且其两端分别交于特征中心的两侧特征边缘点处; 沿垂线做垂面,该垂面为特征三维点云截面; 所述分别利用高度差突变法及斜率值最大法进行三维特征边缘识别获取特征中心区域的边缘点云,包括以下步骤: 以特征中心为原点,以点云排列方向为x轴在特征三维点云截面中建立平面直角坐标系; 在所述平面直角坐标系中,利用高度差突变法确定特征中心两侧的特征边缘点; 在所述平面直角坐标系中,利用斜率最大值法确定特征中心两侧的特征边缘点; 利用所述高度差突变法确定特征中心一侧的特征边缘点,包括; 将特征中心一侧的特征边缘点的附近点云总数中的一部分点云作为起始点云数据,分别计算起始点云数据中相邻的两个点云之间的高度差,得到集合P={|d1|,|d2|,...,|dm|},计算|d1|,|d2|,...,|dm|的平均值及标准差为σ; 将特征中心一侧的特征边缘点的附近点云总数中的另一部分点云作为待判定点云数据,分别计算待判定点云数据中每一个点和与该点相邻的下一个点之间的高度差|d|; 利用三倍标准差法则分别计算每个高度差|d|与平均值的离散程度; 当待判定点云数据中相邻的两个点之间的高度差|d|满足则将该高度差|d|添加至集合P中; 当待判定点云数据中某个点和与该点相邻的下一个点之间的高度差|d|满足则将该点判定为特征中心的特征边缘点; 利用所述斜率最大值法确定特征中心一侧的特征边缘点,包括以下步骤: 以特征中心为原点,以点云排列方向为x轴正方向在特征三维点云截面中建立平面直角坐标系; 分别计算特征中心一侧的特征边缘点的附近点云中的每一个点云与特征中心点所构成的直线的斜率; 选取与特征中心点所构成的直线的斜率的绝对值最大的点作为特征中心的特征边缘点; 所述根据斜率值最大法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的间隙特征,包括: 设根据斜率值最大法获取的特征中心的两侧的特征边缘点分别为x1,y1、x2,y2,则接缝的间隙d为: d=|x1-x2|1 所述根据高度差突变法获取的特征中心区域的边缘点云,计算获得接缝的阶差特征,包括: 设根据所述高度差突变法获取的特征中心一侧的特征边缘点,及该特征中心的一侧的附近点云所拟合的直线L1的直线方程为: A1x+B1y+C1=02 设根据所述高度差突变法获取的特征中心另一侧的特征边缘点,及该特征中心的另一侧的附近点云所拟合的直线L1的直线方程为: A2x+B2y+C2=03 则接缝的阶差h为: 其中,A1,B1,C1为直线方程L1的系数; A2,B2,C2为直线方程L2的系数; xi,yi为直线L1上的点; xk,yk为直线L2上的点; n、m分别为特征区域中左右两侧点的个数; 为右侧点到拟合直线L1的平均距离; 为左侧点到拟合直线L2的平均距离。
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