基于激光测量的汽车零件间隙面差计算方法

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1、基于激光测量的汽车零件间隙面差计算方法【摘要】本文作者主要是对激光测量汽车零件间隙面的数据前处理方式与流程。根据汽车零件间隙面差数据的定义，对其中的几何结构进行分析，构建一个汽车零件间隙面差的数据模型，最后在使用数据库与工程的实际零件，检验这次计算的精度。这么做完全是为了自主研发汽车零件而做的准备【关键词】激光测量、汽车零件、间隙面差计算前言汽车零件是汽车的基础要素，不仅影响到了汽车使用的安全，同时也与汽车的外观息息相关，可以说汽车零件的质量就是检验汽车整体质量的标准。要保证汽车零件过关，就需要使用检验器具来对汽车零件进行精确检查，这些零件不仅是当

2、中细小的汽车零件，还包括汽车车门、汽车引擎盖、汽车后备箱盖。使用塞尺与面差尺来检测汽车表面间隙差是最为传统的手段，这种传统的检验方式存在着主观性强、检验时间长等一些技术上的限制。激光测量在一些发达的国家已经得到广泛的使用，甚至一些科学家对激光测量进行改造，让其成为世界测量领域的主流测量方式。本文是从激光检测法的数据切入，并且构建一个相关的数据模型，为我国自主研发激光测量法打下坚实的基础。一使用激光测量法之前的准备以下两图是作者经过长时间的尝试与阅读大量的相关资料过后制作的，这两幅图分别为激光数据采集示意图、激光测量数据分布图:从图一我们可以看到，二

3、维激光传感器的测量激光不仅对模拟工件模块进行了测量，同时也对模拟检具的部分位置进行了扫描。由于激光传感器在自身的特性，所以在测量过程当中会受到环境因素的干扰而产生误差，因此，测量器具接受到的数据比较杂乱，可能在测量线条的两端会出现零点现象，超过量程的数据可以能会在间隙面内形成新的数据，这些新数据对于测量过程来说都是无效的。（一）筛选有效的数据筛选有效数据是测量流程当中的首要工作，主要目的是为了去除整体数据当中的零点数据与异常点，保证激光测量仪器当中的激光能够完全的照射在汽车零件的表面，从而让激光能够顺利工作。在测量过程当中零点数据对有效数据是没有任

4、何作用的，因此，可以直接将零点数据去除掉，另一方面，异常数据在测量过程中会偏离有效数据的中心点，离开有效数据可以控制的范围，要想去除异常点数据可以使用平均值处理手段。（二）测量数据的滤波在激光测量数据的过程当中会出现一定的波动，致使测量工作后期的曲率计算，因此，我们应该将测量过程当中干扰滤波的因数完全清除掉。由于激光测量法在测量时会面对不同的表面弧度，因此我们最好使用非线性测量法，例如，双滤波处理，这么做可以很好的降低测量过程当中的干扰因素，保证最后测量数据的真实性。在使用双滤波处理的时候，测量人员应该注意测量当中的实际因素，要从实际情况出发，不要

5、太过死板。（三）特征点的计算分段我们首先应该计算各个特征点的近似曲率，三点计算法与改进三点计算法是这个计算环节经常使用的两种计算方式。除此之外，由于数据模型当中三点之间的横向距离和数据支撑点比较小，因此在测量过程当中会受到噪音的影响。根据这种特性我们在进行测量的时候可以考虑将横向距离与支撑点加大，让三点之间的间隔距离能够保证计算的正确。整个数据模型当中直线的曲率为零，弧线的曲率为零点以上，当中的数据临界点可以当做是数据特征点，同时也是激光测量当中的平角与圆点的分界点。二构建间隙面差的数学模型（一）间隙面的数学模型这段当中所指的间隙是指零件与零件之间

6、的间隔距离。在进行激光测量的时候，整体数据在经过筛选过后成为有效数据，当中两点之间的平行距离就是间隙，即下列公式所述：Gap=max在这个公式当中x标示的是i点的具体坐标。但是由于激光测量出啦的数据点具有离散性质，对于数据模型的边界问题，在通常的情况下都会出现不确定的现象。由于间隙边缘会出现在离散点的附近，因此下列公式会计算出数学模型的最大值与最实际的误差情况：Ο=在上述数学公式当中，为数据模型当中的实际间距；则是测量汽车零件间隙点与点之间的距离。因此，只有将实际间距数值减去点与点之间的距离，才能让测量失误率减少一半。如果使用激光测量对汽车零件的间

7、隙差进行测量时，零件间隙面偏小，则需要将测量得到的数据除以倾斜角的余弦值。其中倾斜角度的余弦值可以从直线斜率当中得知。最后我们可以将数学模型改为gap=，在这个公式当中我们可以很确切的看到，构成间隙面的主要因素。（二）面差的数学模型当整体测量数据经过滤波处理过后，首先应该在数据当中选择出特征点。使用选择出来的特征点可以将测量工件与检具都分成两个部分，第一个部门为直线；第二个为曲线部分。当然做到这一步还是不够的，还应该将检具上的直线性单独提出进行转变，从而让其从新成为直线。因此，在这段当中所指的面差则为，将测量工件上的直线性转变成为直线的距离。下图就

8、具体的阐述了数学模型的概念。根据上图所表达的含义，那么面差的数学模型应该为：Flush==三面差算列与分析（一）基准块倾斜