1.一种基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:包括步骤(一)确定零件图像及提取腹板加工区域边界像素点
由用户指定任意待加工的腹板面,选择该腹板面的俯视视角构造零件图像,基于灰度值分布对该图像进行提取加工区域像素点集pb、再通过距离阈值判别法进行提取边界像素点集pbb;
(二)腹板加工区域边界像素点进行排序、分割
将步骤一获得的像素点集pbb通过转移新建集合像素点集、计算两点距离最近和/或夹角最小方式进行排序获得排序后像素点集,计算排序后像素点集的相邻像素点之间的距离进行分割获得一系列独立的腹板加工区域边界像素点集pbb′;
(三)构造实际腹板加工区域及边界像素点匹配
将步骤(二)中获得的像素点集pbb′按照旋转变换矩阵进行旋转变换和/或按照缩放矩阵缩放变换和/或平移变换矩阵平移变换获得像素点集pbb″′w;高度匹配零件模型中所有腹板面的几何中心点与像素点集pbb″′w的几何中心点,获得pbb″′w对应的腹板加工区域三维边界点集
(四)拟合
采用b-样条曲线拟合法,将各个腹板加工区域三维边界点集
2.根据权利要求1所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(一)中,获得点集pb的方法为:对飞机结构件图像,作灰度化处理,并构造像素-灰度值三维点集:f={(s,t,gst)|s=1,…,s;t=1,…,t},其中gst∈[0,255]为位置(s,t)处像素点的灰度值,图像大小为:s×t;删除f中灰度值为255的像素点,去除图像中的白色背景,得到图像中零件对应的像素-灰度值点集:
p=f-{(s,t,255)|s=1,…,s;t=1,…,t}
搜索p中出现频率最高的灰度值gfre,提取对应gfre的所有像素点构造腹板加工区域像素点集:
pb={(s,t)|gst=gfre}。
3.根据权利要求2所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(一)中通过距离阈值判别法进行提取边界像素点集pbb,具体为:将点集pb中的像素点分别按照s-值和t-值大小重新排列得到两组点集:pbs={(si,ti)|si≤si+1}、pbt={(sj,tj)|tj≤tj+1};pbs中当si=si+1时t按从小到大排列,pbt中当tj=tj+1时s按从小到大排列,分别计算两个点集中相邻点之间的距离
设置相邻点间距阈值为1,将
4.根据权利要求1所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(二)中腹板加工区域边界像素点进行排序方法为:
①创建空集合pbb′,并将pbb中的第一个点(s1,t1)赋给pbb′,同时将该点从pbb中剔除;
②计算pbb′中按被赋给顺序的最后一个点(sl,tl)与当前pbb中每一个点的距离,并将距离最近点赋给pbb′,同时将该点从pbb中剔除,如果距离最近点有多个,计算每一个点与(sl,tl]构成向量与(sl-1,tl-1)和(sl,tl)构成向量的夹角,将夹角最小的点赋给pbb′,并将其从pbb中删除;
③循环步骤②直至pbb为空,pbb′为排完序后的腹板加工区域边界像素点集。
5.根据权利要求4所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(二)中腹板加工区域边界像素点进行排序后的分割方法为:计算排序后的点集pbb′中相邻像素点之间的距离,如距离大于
其中w为腹板加工区域的数量,nw为第w个腹板加工区域边界像素点的个数。
6.根据权利要求1所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:对步骤(二)获得点集进行旋转变换,旋转变换矩阵为:
变换后,腹板加工区域边界像素点集包含的所有pbb′w作旋转变换得:
7.根据权利要求6所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:对获得点集进行缩放变换,缩放矩阵表示为:
变换后,对所有pbb″w作缩放变换得:
8.根据权利要求7所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:对获得点集进行平移变换,平移变换矩阵表示为:
变换后,对所有pbb″′w作平移变换得:
9.根据权利要求1所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(三)中,获得腹板加工区域三维边界点集
10.根据权利要求1所述的基于图像的飞机结构件腹板加工区域自动构造方法,其特征在于:步骤(四)中,腹板加工区域三维边界点拟合的方法为:取第w个腹板加工区域轮廓数据点
其中ni,p(u)称为p次b-样条基函数,其定义如下:
然后,采用该方法实现腹板加工区域三维边界点拟合,得到实际腹板加工区域边界轮廓线。