测量表面轨迹

功能描述

根据自定义的轨迹线和测量参数，检测表面轨迹的宽度、高度、位置等是否合格，从而检测出溢流、断裂等情况。

基本概念

轨迹和轨迹线

  • 轨迹（Track）

    测量目标，常指胶路。“测量表面轨迹”步骤可用于测量轨迹的宽度、高度、位置度等，从而判断轨迹的各项尺寸是否符合要求。

  • 轨迹线（Track line）

    轨迹应遵循的路线，理想情况下为轨迹的中心线。轨迹线需人为绘制，查看轨迹线编辑器了解如何创建和调整轨迹线。

track n track line demo

如图所示，浅灰色的胶路是轨迹，青色的线条为轨迹线。

截面轮廓线、峰值点、侧边点、中心点

为了测量出轨迹的高度、宽度等各项尺寸是否满足要求，可采样轨迹的截面进行测量。

  • 截面轮廓线（Section profile）

    每一次从表面数据中采样轨迹的截面，均可得到一条轨迹的截面轮廓线。在此基础上，可测量截面处轨迹的高度、宽度等尺寸。

  • 峰值点（Peak point）

    每条截面轮廓线中高度值最大的点。查看峰值点检测了解检测过程。

  • 侧边点（Side point）

    每条截面轮廓线中均存在两个侧边点，反映轨迹的左右两侧距离最远的点。两个侧边点投影到XOY平面后的距离，即为该截面处的轨迹宽度。查看侧边点检测了解检测过程。

  • 中心点（Center point）

    中心点位于截面轮廓线上，其X、Y坐标与两个侧边点在XOY平面的中点一致。中心点不一定与峰值点重合。

    计算中心点与轨迹线在XOY平面上的距离，可得出偏差值。若偏差值不在允许范围内，则该中心点不合格。中心点不合格时，表明该截面处的轨迹可能存在溢出、断裂等问题，需结合实际进一步判断。中心点判断为OK时显示为绿色，判断为NG时显示为红色。

    section profile demo

    如图所示，可以从这条截面轮廓线上检测到一个峰值点（橙色）、两个侧边点（深蓝色）和一个判定为OK的中心点（绿色）。

使用流程

该步骤的使用流程如下图所示。

measure surface track process

  1. 选择输入数据。在工程编辑区连接对应的步骤端口，或者在参数设置区的输入栏下选择对应的输入数据。

  2. 选择或创建轨迹线文件。查看轨迹线编辑器说明了解如何创建或调整轨迹线。

  3. 设置检测设置、判定设置、显示设置相关参数。

  4. 在输出栏中勾选输出项，并单击输出项左侧的 ▶ 展开该项，输入合格范围的最小值和最大值。

  5. 运行步骤，并查看运行结果。

参数说明

轨迹线设置

参数 解释

选择轨迹线文件

从下拉列表中选择要使用的轨迹线文件。

轨迹线文件用于确定轨迹应遵循的路线，并包含在轨迹上采样截面轮廓线的相关设置。
查看轨迹线编辑器了解如何创建和调整轨迹线。

检测设置

参数 解释

沿轮廓线进行插值

勾选此参数后，步骤会对截面轮廓线进行线性插值。

该操作有助于得到更准确的轨迹宽度和高度测量结果。

使用高度滤波器

使用高度滤波器可滤除截面轮廓线上不在指定高度范围内的点，从而去除噪点或其他无用数据点。

勾选此参数后，需设置高度上限和高度下限以确定需保留数据点的高度范围。

使用中值滤波器

勾选此参数后，步骤会对截面轮廓线进行中值滤波操作，从而得到更平滑的轮廓线。

需设置进行中值滤波时的窗口大小。

峰值检测窗口大小

用于检测截面轮廓线峰值点的窗口大小，两个窗口由轮廓线上一点隔开。

建议初次尝试时，窗口大小设置为图像分辨率的1~5倍。

峰值检测阈值

当轮廓线上一点的高度与两个窗口内数据点的平均高度的差值均高于设置的“峰值检测阈值”时，认定该点为候选峰值点。候选峰值点中，认定与两个窗口的平均高度差最大的点为峰值点。

高度模式

该参数用于确定标称高度的含义。

  • 绝对高度：“标称高度”是指轨迹的实际高度值，由实际的Z值表示；

  • 阶跃高度：“标称高度”是指轨迹相对周围平坦表面的高度值。

侧边检测方法

从截面轮廓线中检测出轨迹侧边的方法，用于更好地确定侧边点。

轨迹两侧坡度较大时，可选择最大梯度，坡度较缓时，可选择高度阈值。

侧边窗口大小

用于检测轨迹截面轮廓线两侧的侧边点的窗口大小。

参数值应为图像X轴或Y轴分辨率较低值的1~5倍。

仅当“侧边检测方法”设置为最大梯度时可见。

最大轨迹宽度

以峰值点为中心，侧边点检测时考虑的截面轮廓线宽度范围。仅当“侧边检测方法”设置为最大梯度时可见。

“最大轨迹宽度”应略大于轨迹宽度。
max track width

侧边高度阈值

在截面轮廓线上检测侧边点时，侧边点分别为侧边上小于此阈值的最左和最右的点。

仅当“侧边检测方法”设置为高度阈值时可见。

空缺填充阈值

截面轮廓线上的数据点可能因遮挡而出现空缺。当轮廓线上的空缺小于或等于设置的阈值时，使用空缺低侧最近的有效点填充该空缺；当空缺大于设置的阈值时，保持空缺为无效点。

gap filling
当存在空缺大于设置的阈值时，你可以选择是否要在检测过程中包含无效点。

包含无效点

该参数用于选择是否要在检测过程中包含无效点（无效点为不包含深度或强度信息的点，常由数据丢失导致）。勾选后，需设置无效点深度填充值。

  • 设置空缺填充阈值和包含无效点参数均有助于保证数据的连续性。若无效点未被填充，包含无效点的区域将被视为无效区域，无法参与检测过程，可能导致漏检。

  • 请根据实际情况设置用于填充无效点的深度值。确保设置的数值在保证数据连续性的同时，不会对检测结果造成干扰，从而保证检测的准确性。

无效点深度填充值

用于填充无效点的深度值。

仅勾选包含无效点后需要设置。

判定设置

参数 解释

标称宽度

轨迹的标准宽度。

宽度允许偏差

轨迹实际宽度相对于其标称宽度可接受的最大误差。

标称高度

轨迹的标准高度。

高度允许偏差

轨迹实际高度相对于其标称高度可接受的最大误差。

标称横截面积

轨迹的标准横截面积。

横截面积允许偏差

轨迹实际横截面积相对于其标称横截面积可接受的最大误差。

偏移量允许偏差

中心点相对轨迹线的最大允许偏移量。

显示设置

参数 解释

显示轨迹线和轮廓线间距

勾选该参数后，数据可视化窗口将显示选用的轨迹线以及所有截面轮廓线间距。

显示测量结果

勾选该参数后，数据可视化窗口将显示所有截面轮廓线及测得的中心点和峰值点。

输出说明

勾选输出项后，步骤将增加对应的输出端口，步骤运行后将输出对应的数据。可根据实际测量需求选择对应的输出项。

如果输出项可展开（左侧有 ▶），则勾选后必须展开，然后设置最小值和最大值来确定该项的合格范围。如果输出的值在合格范围内，该测量项被判定为合格（OK），否则被判定为不合格（NG）。
输出项 说明

OK个数

满足所有判定设置要求的截面轮廓线数量。

NG个数

不满足所有判定设置要求的截面轮廓线数量。

最小宽度

测得的最小轨迹宽度。

最大宽度

测得的最大轨迹宽度。

平均宽度

测得的轨迹宽度平均值。

最小高度

测得的最小轨迹高度。

最大高度

测得的最大轨迹高度。

平均高度

测得的轨迹高度平均值。

最小横截面积

测得的最小轨迹横截面积。

最大横截面积

测得的最大轨迹横截面积。

平均横截面积

测得的轨迹横截面积平均值。

横截面积

从截面轮廓线中测得的所有轨迹横截面积。

宽度

从截面轮廓线中测得的所有轨迹宽度。

高度

从截面轮廓线中测得的所有峰值高度。

偏移量

测得的所有中心点与所选轨迹线的偏移量。

中心点

从截面轮廓线中测得的所有中心点。

附录

峰值点检测

峰值点的检测主要与峰值检测窗口大小和峰值检测阈值两个参数有关。

根据设置的峰值检测窗口大小，两个滑动窗口沿截面轮廓线滑动，窗口之间始终保持一个数据点的间隔。滑动过程中，算法会分别计算两个窗口内点的平均高度，记为 H1和 H2。若窗口间的点的高度 H 同时满足以下条件，则该点被认定为候选峰值点：

H – H1 ≥ T ①

H – H2 ≥ T ②

其中，T 为设置的峰值检测阈值。候选峰值点中，[(H – H1) + (H – H2)]/2 最大时对应的点为峰值点。

peak point demo

侧边点检测

峰值点确定后，算法从峰值点左右两侧各找到一个侧边点，即轨迹截面上左右两侧距离最远的点，用于测量轨迹宽度。你可以通过以下两种方式从每条截面轮廓线上检测侧边点。

  • 高度阈值

    适用于轨迹两侧坡度较缓的情况。算法对截面轮廓线进行均值滤波，然后从峰值点开始向左右两侧搜索低于设置的侧边高度阈值的点，每侧首个满足条件的点即为侧边点。

  • 最大梯度

    适用于轨迹两侧坡度较大的情况。根据设置的侧边窗口大小，两个滑动窗口沿截面轮廓线移动，窗口之间始终保持一个数据点的间隔。算法会计算每个窗口内点的平均高度，然后根据平均高度的差值确定窗口之间的点的高度变化。在设置的最大轨迹宽度范围内，从峰值点两侧分别检测到的高度梯度最大的点即为侧边点。

错误排查

  • 各步骤通用的错误码，详见错误码列表。

  • 若错误码与错误信息不对应，请联系技术支持获取帮助。

CV-W3501

错误：截面轮廓线的“长度”参数值不在有效范围内。

可能原因：

  • 参数值小于或等于0，或大于图像的长边。

  • 轨迹线中部分锚点重合，形成了长度为 0 的问题线段，影响截面轮廓线的正常获取。

解决方案：

  • 确保参数值大于0，且小于图像的长边。

  • 打开轨迹线编辑器，在“轨迹线列表”处选中目标轨迹线并展开，排查并定位重合锚点后将重合锚点删除，然后保存更改。

CV-W3502

错误：截面轮廓线的“宽度”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于或等于0，或大于图像的长边。

解决方案：确保参数值大于0，且小于图像的长边。

CV-W3503

错误：“峰值检测窗口大小”参数值不在有效范围内。

可能原因：

  • 参数值小于0。

  • 参数值大于图像的长边。

  • 参数值大于截面轮廓线长度的一半。

解决方案：

  • 确保参数值大于0。

  • 确保参数值小于图像的长边。

  • 确保参数值小于截面轮廓线长度的一半。

CV-W3504

错误：“最大轨迹宽度”参数值不在有效范围内。

可能原因：

  • 参数值小于或等于0。

  • 参数值大于图像长边的2倍。

解决方案：

  • 确保参数值大于0。

  • 确保参数值不大于图像长边的2倍。

CV-W3505

错误：“侧边窗口大小”参数值不在有效范围内。

可能原因：

  • 参数值小于0。

  • 参数值大于图像的长边。

  • 参数值大于或等于截面轮廓线长度的一半。

解决方案：

  • 确保参数值大于0。

  • 确保参数值小于图像的长边。

  • 确保参数值小于截面轮廓线长度的一半。

CV-W3506

错误：“窗口大小”参数值不在有效范围内。

可能原因：

  • 参数值小于0。

  • 参数值大于图像的长边。

  • 参数值大于或等于截面轮廓线长度。

解决方案：

  • 确保参数值大于0。

  • 确保参数值小于图像的长边。

  • 确保参数值小于截面轮廓线长度。

CV-W3507

错误：绘制的轨迹线不在图像范围内。

解决方案：在“轨迹线编辑器”中重新绘制和修改轨迹线，确保轨迹线在图像范围内。

CV-W3508

错误：“无效点深度填充值”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于-10000或大于10000。

解决方案：确保参数值在-10000~10000范围内。

CV-W3509

错误：“空缺填充阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于0，或大于图像的长边。

解决方案：确保参数值大于或等于0，且小于图像的长边。

CV-W3510

错误：“侧边检测方法”参数设置无效。

解决方案：在参数下拉列表中选择有效的侧边检测方法。

CV-W3511

错误：“高度模式”参数设置无效。

解决方案：在参数下拉列表中选择有效的高度模式。

CV-W3512

错误：“侧边高度阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于-10000或大于10000。

解决方案：确保参数值在-10000~10000范围内。

CV-W3513

错误：“高度上限”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于-10000或大于10000。

解决方案：确保参数值在-10000~10000范围内。

CV-W3514

错误：“高度下限”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于-10000或大于10000。

解决方案：确保参数值在-10000~10000范围内。

CV-W3515

错误：“高度下限”参数值大于或等于“高度上限”参数值。

解决方案：确保“高度下限”参数值小于“高度上限”参数值。

CV-W3516

错误：“峰值检测阈值”参数值不在有效范围内。

可能原因：参数值小于-10000或大于10000。

解决方案：确保参数值在-10000~10000范围内。

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