基于高斯濾波的三維表面形貌評定軟件設計

劉　敏,李　筠,王昊遠,黃　強

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海　200093)

?

基于高斯濾波的三維表面形貌評定軟件設計

劉敏,李筠,王昊遠,黃強

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院,上海200093)

摘要工業生產的工件表面形貌特征嚴重影響著零部件表面性能和使用功能,文中研究并改進了高斯濾波評定方法,消除了高斯濾波的邊界效應,通過使用Matlab開發了軟件評定系統,實現了對表面形貌的圖形顯示、表面濾波以及表征參數評定,并進行了相關的系統測試。軟件評定結果和數學計算理論值基本一致,誤差≤1%。

關鍵詞表面形貌;高斯濾波;Matlab GUI;評定軟件

工件表面的微觀形貌特征[1]能影響到工件的實際使用過程,二維形貌分析評定由于獲取信息的局限,已無法滿足現代制造業對表面評價和表征的需求[2]。因此,以ISO25178 標準系列為基礎,研究表面三維形貌的分析與評定算法,開發相應分析評定軟件系統具有重要意義[3]。

1三維表面形貌表征參數研究

三維表面形貌復雜多變,難以通過單一的參數進行描述。參考國際標準ISO25178參數體系,為說明文中方法的有效性,選取以下5個典型參數作為分析評定表面形貌的主要參考[4-5]。

(1)表面高度分布的算術平均偏差Sa

(1)

式中,A為被測表面面積;z(x,y)表示表面幅值;M、N表示采樣點數。Sa可有效檢測整個區域的高度特征。

(2)表面形貌的均方根偏差Sq

(2)

Sq能反映整個三維表面的高度信息,缺點是不能反映高峰和深谷形貌的空間特性。

(3)表面高度分布的偏斜度Ssk