[发明专利]工件实物与工件三维CAD模型的对应点匹配方法

摘要

提供一种工件实物与工件三维CAD模型的对应点匹配方法，本发明通过计算各个视图中工件照片轮廓，采用三维扩充的方式得到空间坐标点，取各个坐标的极值点为关键点，在三维CAD模型中同样选取各个坐标轴上的极值点，利用余弦定理分别计算工件三维CAD模型中的关键点的两两夹角,作为结构化依据，并对工件实物上的关键点做相同处理，遍历集合，得到两者误差最小的匹配方式，从而计算出两者转化矩阵，三维CAD模型点与转化矩阵相乘，得到实物中的关键点坐标，实现了工件三维CAD模型和工件实物上任意点映射关系的直观匹配。本发明对加工位置的计算不受工件实物摆放位置、旋转角度的影响，提高了工件实物与三维CAD模型对应点匹配速度和匹配精度。

主权项

1.工件实物与工件三维CAD模型的对应点匹配方法，其特征在于：将工件三维CAD模型上的任意点通过坐标映射关系直观匹配到工件实物上，反之，将工件实物上的任意点通过坐标映射关系直观的匹配到工件三维CAD模型上，具体包括以下步骤；1)在工位上架设相机，建立工位正交坐标系，以工位上的一点为原点，计算相机的坐标；2)通过相机拍摄工位的实际背景，形成背景视图；将工件实物放置在工位上，通过相机拍摄工件实物的实际照片，形成工件视图；3)采用计算机系统打开步骤2)中拍摄的视图照片，使用工件视图与背景视图的深度矩阵差值，得到工件实物在对应背景视图上的轮廓；4)使用矩阵拼接的方式，计算工件实物在工位坐标中的各个坐标位置；5)对工件实物坐标位置在工位坐标的X,Y,Z三轴上分别取max与min，得到工件实物最外侧轮廓的角点坐标；6)在工件实物上任选一个角点为基准点，按顺时针或者逆时针的顺序计算其他各个角点到该角点的距离，并对距离进行单位化；7)通过余玄定理计算工件实物上基准点与其余任意两个角点的夹角；8)在工件三维CAD模型上以一角点为基准，按照与步骤6)中相同的顺序，计算三维CAD模型基准点与其余两点间的夹角，依次跟换基准点；9)计算工件实物和工件三维CAD模型相对应夹角误差均值MAE，选取夹角误差均值MAE中最小的基准点作为工件实物中的基准点；10)以步骤9)中得到的工件实物中的基准点，计算出工件三维CAD模型与工件实物的转化矩阵，通过工件三维CAD模型上的点与转化矩阵相乘，得到工件实物上的真实位置。