本公開涉及公頭型d-sub連接器誤差測量，具體涉及一種公頭型d-sub連接器多針腳誤差測量方法、裝置和存儲介質(zhì)。

背景技術：

1、在公頭型d-sub連接器的應用中，多針腳的準確對齊和位置是至關重要的。公頭型d-sub連接器由若干個圓孔及其對應的針腳組成，這些針腳在連接器中的布局和位置需要滿足特定的規(guī)范和標準。然而，在制造和安裝過程中，由于各種原因，如機械加工誤差、材料的微小變形或安裝過程中的誤差，針腳可能會出現(xiàn)偏斜。這種偏斜意味著針腳與其預期的理論位置存在偏差，這種偏差在技術上被稱為“偏斜誤差”。

2、針腳的偏斜誤差可能會導致多種問題。首先，它可能會影響到連接器的插入和拔出過程，使得連接器的使用變得困難或不穩(wěn)定。其次，偏斜的針腳可能會導致信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定或中斷，從而影響到設備的性能和穩(wěn)定性。更為嚴重的是，長時間的使用可能會因為針腳的偏斜而導致連接器的損壞或其他相關部件的損傷。

3、現(xiàn)階段針對公頭型d-sub連接器多針腳偏斜誤差的測量方法主要涉及以下幾種：

4、目視檢查法：目視檢查法是最傳統(tǒng)的公頭型d-sub連接器多針腳偏斜的檢測方法。工作人員直接觀察連接器的針腳，判斷其是否存在偏斜。這種方法簡單、直觀，不需要任何特殊的工具或設備。目視檢查法完全依賴于操作員的經(jīng)驗和判斷，主要缺點是其主觀性強，且無法提供準確的數(shù)值結(jié)果。此外，對于微小的偏斜，目視檢查可能無法檢測到。

5、顯微鏡或光學測量儀器：為了提高測量的準確性和可靠性，許多制造商和檢測機構(gòu)使用顯微鏡或光學測量儀器來檢測公頭型d-sub連接器的多針腳偏斜。這些設備可以放大針腳的圖像，使得偏斜更容易被檢測到。此外，一些高級的光學測量儀器還可以提供數(shù)字化的測量數(shù)據(jù)，從而進一步提高測量的準確性。顯微鏡或光學測量儀器雖然可以提供高分辨率的圖像和精確的測量數(shù)據(jù)，但這些設備通常昂貴且操作復雜。

6、千分表測量法：千分表是一種精密的測量工具，可以測量物體的微小尺寸變化。在公頭型d-sub連接器的多針腳偏斜檢測中，千分表可以用來測量針腳的直徑、長度和位置，從而判斷其是否存在偏斜。但千分表測量法的操作過程較為繁瑣，且需要經(jīng)驗豐富的操作員來確保測量的準確性。

7、千分尺測量法：與千分表類似，千分尺也是一種精密的測量工具。它通常用于測量平面的尺寸，如長度、寬度和厚度。在公頭型d-sub連接器的多針腳偏斜檢測中，千分尺可以用來測量針腳的長度和位置，從而判斷其是否存在偏斜。這種方法簡單、快速，但可能不如千分表那樣精確，且可能受到操作員技能和經(jīng)驗的影響。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

2、為此，本公開提供了一種基于點云處理技術的公頭型d-sub連接器多針腳誤差測量方法、裝置和存儲介質(zhì)。與現(xiàn)有技術相比，本公開更為高效、準確，能夠自動處理多種格式的點云數(shù)據(jù)，并利用先進的算法進行處理，從而得到更為準確的結(jié)果。

3、為了實現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術方案：

4、本公開第一方面提供的一種公頭型d-sub連接器多針腳誤差測量方法，包括以下步驟：

5、獲取含有背景和目標公頭型d-sub連接器的點云，作為初始點云；建立用于識別目標公頭型d-sub連接器形狀的d型特征庫；對所述初始點云進行聚類得到若干不純凈的d-sub點云簇；利用圖像特征不變性方法依次計算各不純凈的d-sub點云簇在二維剪影下的形狀特征，將其與所述d型特征庫進行對比，將差異小于設定閾值的不純凈的d-sub點云簇作為最接近目標的純凈d-sub點云簇；

6、對所述最接近目標的純凈d-sub點云簇中的d型端面和多針腳頂端分別進行平面擬合；對得到的d型端面擬合平面中的各點，利用空間臨近搜索方法提取屬于d型端面的邊緣點或者圓孔邊緣點，隨后將屬于d型端面的邊緣點濾除，得到圓孔邊緣點，對所述圓孔邊緣點進行聚類，分割出各個針腳對應的圓孔點云，針對每個針腳對應的圓孔點云，對其進行3d空間圓擬合，計算出圓孔的圓心；對得到的多針腳頂端擬合平面中的各點進行聚類，分割出圓孔對應的針腳點云；計算所述圓孔的圓心與對應針腳點云的質(zhì)心的空間偏移量，即為針腳偏斜誤差。

7、在一些實施例中，所述圖像特征不變性方法采用hu不變矩方法、sift方法或hog方法；

8、對所述初始點云進行聚類采用的方法為dbscan方法、optics方法或hdbscan方法。

9、在一些實施例中，將各不純凈的d-sub點云簇在二維剪影下的形狀特征與所述d型特征庫進行對比時采用的差異以不純凈的d-sub點云簇在二維剪影下的形狀特征與所述d型特征庫的二范數(shù)、一范數(shù)或加權的一范數(shù)進行表征。

10、在一些實施例中，所述空間臨近搜索方法采用kd樹、四叉樹、八叉樹或r樹。

11、在一些實施例中，所述對得到的d型端面擬合平面中的各點，利用空間臨近搜索方法提取屬于d型端面的邊緣點或者圓孔邊緣點，隨后將屬于d型端面的邊緣點濾除，得到圓孔邊緣點，具體包括：

12、遍歷所述d型端面擬合平面中每個點并建立kd樹，對每個點尋找k近鄰，之后對每個點計算法線n、法線與z軸叉乘得到的向量v以及法線n與向量v的叉乘得到的向量u，所述z軸表示深度方向，代表了從相機出發(fā)沿著其視線方向的距離，最后計算當前點與各k近鄰點的角度，并通過與設定的角度閾值θ比較，將大于所述角度閾值θ的點判定為所述d型端面的邊緣點或者圓孔邊緣點；

13、構(gòu)建統(tǒng)計離群值過濾器以過濾掉所述d型端面的邊緣點，得到所有針腳對應的圓孔邊緣點。

14、在一些實施例中，所述對所述圓孔邊緣點進行聚類，分割出各個針腳對應的圓孔點云，針對每個針腳對應的圓孔點云，對其進行3d空間圓擬合，計算出圓孔的圓心，采用以下兩種方法中的任一種：

15、方法一：對所有針腳對應的圓孔邊緣點進行聚類獲得各個針腳對應的圓孔邊緣點的點云；依次循環(huán)每個針腳對應的圓孔邊緣點的點云，對每個圓孔邊緣點進行3d空間圓擬合，計算出圓孔的圓心；

16、方法二：對所有針腳對應的圓孔邊緣點迭代采用3d空間圓擬合方法，每次迭代分割出一個針腳對應的圓孔邊緣點的點云，并獲取3d空間圓擬合方法中得到的圓心，直到迭代結(jié)束即得到每個針腳對應的圓孔邊緣點的點云和其圓心。

17、在一些實施例中，所述誤差測量方法還包括按照以下步驟測量公頭型d-sub連接器多針腳的高度誤差：

18、針對分割出的圓孔對應的針腳點云，獲取每個針腳點云中z軸方向上距離所述d型端面擬合平面最近的點，以此得到每個針腳點云到所述d型端面擬合平面的高度，將每個針腳點云的高度減去所述d型端面擬合平面和多針腳頂端擬合平面兩個平面的距離，取絕對值即為各個針腳的高度誤差。

19、本公開第二方面提供的一種根據(jù)本公開第一方面任一實施例所述誤差測量方法的誤差測量裝置，包括：

20、純凈d-sub點云簇提取模塊，用于獲取含有背景和目標公頭型d-sub連接器的點云，作為初始點云；建立用于識別目標公頭型d-sub連接器形狀的d型特征庫；對所述初始點云進行聚類得到若干不純凈的d-sub點云簇；利用圖像特征不變性方法依次計算各不純凈的d-sub點云簇在二維剪影下的形狀特征，將其與所述d型特征庫進行對比，將差異小于設定閾值的不純凈的d-sub點云簇作為最接近目標的純凈d-sub點云簇；

21、多針腳誤差測量模塊，用于對所述最接近目標的純凈d-sub點云簇中的d型端面和多針腳頂端分別進行平面擬合；對得到的d型端面擬合平面中的各點，利用空間臨近搜索方法提取屬于d型端面的邊緣點或者圓孔邊緣點，隨后將屬于d型端面的邊緣點濾除，得到圓孔邊緣點，對所述圓孔邊緣點進行聚類，分割出各個針腳對應的圓孔點云，針對每個針腳對應的圓孔點云，對其進行3d空間圓擬合，計算出圓孔的圓心；對得到的多針腳頂端擬合平面中的各點進行聚類，分割出圓孔對應的針腳點云；計算所述圓孔的圓心與對應針腳點云的質(zhì)心的空間偏移量，即為針腳偏斜誤差。

22、在一些實施例中，所述多針腳誤差測量模塊，還用于針對分割出的圓孔對應的針腳點云，獲取每個針腳點云中z軸方向上距離所述d型端面擬合平面最近的點，以此得到每個針腳點云到所述d型端面擬合平面的高度，將每個針腳點云的高度減去所述d型端面擬合平面和多針腳頂端擬合平面兩個平面的距離，取絕對值即為各個針腳的高度誤差。

23、本公開第三方面提供的一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲計算機指令，所述計算機指令用于使所述計算機執(zhí)行根據(jù)本公開第一方面任一實施例所述的公頭型d-sub連接器多針腳誤差測量方法。

24、本公開具有以下有益效果：

25、本公開提出了一種基于點云處理技術的公頭型d-sub連接器多針腳誤差測量方法、裝置和存儲介質(zhì)，通過對連接器d型端面和針腳的點云數(shù)據(jù)進行深入分析和計算，可以準確地獲取每個針腳的偏斜和高差情況。本公開不僅提高了測量的準確性，還大大提高了測量的效率。通過準確地測量和調(diào)整針腳的偏斜和高度，可以確保連接器的穩(wěn)定性和性能，從而提高整體的使用體驗和設備的壽命。具體表現(xiàn)在：

26、首先，準確性是本公開的核心優(yōu)勢。通過自動化的點云數(shù)據(jù)分析，消除了傳統(tǒng)方法中因人為操作而導致的誤差，確保了測量結(jié)果的客觀性和一致性。這意味著無論是哪位操作員使用本方法，都能得到相同的、準確的測量結(jié)果。

27、其次，本公開在效率上遠超其他方法。它能夠一次性、快速地測量整個公頭型d-sub連接器的所有針腳，而不是逐一測量，大大縮短了測量時間，提高了生產(chǎn)效率。

28、再者，非接觸性測量是本公開的另一個優(yōu)勢。這不僅確保了連接器和針腳不會因測量過程而受到損傷，還避免了因物理接觸導致的測量誤差，進一步提高了測量的準確性。

29、最后，本公開的靈活性和適應性也是其與現(xiàn)有技術的顯著差異之一。它能夠適應各種類型和規(guī)格的公頭型d-sub連接器，無論針腳的數(shù)量和布局如何，都能提供精確的測量結(jié)果。

30、綜合考慮，本公開不僅提高了公頭型d-sub連接器多針腳誤差的測量準確性和效率，還確保了連接器的安全性和完整性，為現(xiàn)代制造業(yè)提供了一種高效、準確和可靠的測量解決方案。