TWI448917B - 圓度計算及顯示系統與方法 - Google Patents

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TWI448917B TW097136029A TW97136029A TWI448917B TW I448917 B TWI448917 B TW I448917B TW 097136029 A TW097136029 A TW 097136029A TW 97136029 A TW97136029 A TW 97136029A TW I448917 B TWI448917 B TW I448917B
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Li Jiang
yong-hong Ding
Xian-Yi Chen
Dong-Hai Li
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Hon Hai Prec Ind Co Ltd
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Description

圓度計算及顯示系統與方法
本發明涉及一種圓度分析系統與方法，尤其係一種圓度的計算及顯示系統與方法。
圓度係一種形狀公差，表示一個圓的不圓程度，其在精密量測領域非常常用。
當前的影像量測中的量測程式可以實現圓的圓度計算。然而，傳統的對圓度計算結果的分析報告為資料報表格式，其內容比較單一，不能直觀的顯示出每一個點的誤差狀況，而是需要專業人士進行解讀。對於非專業人士來說很難看懂這種資料報表格式的圓度分析報告。
鑒於以上內容，還有必要提供一種圓度計算及顯示系統與方法，其能夠根據量化的資料，將點和圓繪製出來，實現圓度計算結果的圖形化顯示。
一種圓度計算及顯示系統，其運行於一台應用伺服器中。該系統包括：色階設置模組，用於設置一個色階條，該色階條中的不同顏色代表不同的誤差範圍；點集接收模組，用於接收匯入的點集；圓擬合模組，用於利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓， 即擬合圓；距離計算模組，用於計算點集中的每個點到擬合圓的距離，其中，該距離即為點的誤差值；比對模組，用於將點集中每個點的誤差值與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色；及輸出模組，用於繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，其中，在該圖形化的圓度分析報告中包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。
一種圓度計算及顯示方法。該方法包括步驟：設置一個色階條，其中，該色階條中的不同顏色代表不同的誤差範圍；接收匯入的點集；利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓，即擬合圓；計算出點集中的每個點到擬合圓的距離，其中，該距離即為點的誤差值；將點集中的每個點的誤差值與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色；及繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，其中，在該圖形化的圓度分析報告中包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。
相較於習知技術，本發明提供之圓度計算及顯示系統與方法能夠根據量化的資料，將點和圓繪製出來，實現圓度計算結果的圖形化顯示，使對圓度的分析更直觀清楚。
1‧‧‧資料庫
2‧‧‧應用伺服器
3‧‧‧網路
4‧‧‧用戶端電腦
20‧‧‧圓度計算及顯示系統
200‧‧‧色階設置模組
210‧‧‧點集接收模組
220‧‧‧判斷模組
230‧‧‧圓擬合模組
240‧‧‧距離計算模組
250‧‧‧比對模組
260‧‧‧拉伸模組
270‧‧‧輸出模組
S100‧‧‧設置一個色階條
S101‧‧‧接收匯入的點集
S102‧‧‧匯入的點集可以組成一個圓？
S103‧‧‧利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓
S104‧‧‧計算點集中的每個點到上述擬合圓的距離
S105‧‧‧根據上述每個點到擬合圓的距離及利用色階條確定每個點的顏色
S106‧‧‧需要將擬合圓及點集拉伸？
S107‧‧‧從擬合圓上選擇一個切點
S108‧‧‧計算點集中每個點到切點的距離
S109‧‧‧將擬合圓及點集拉伸
S110‧‧‧繪製並輸出圖形化的圓度分析報告
圖1係本發明圓度計算及顯示系統較佳實施例的硬體實施架構圖。
圖2係本發明圓度計算及顯示系統的功能模組圖。
圖3係本發明圓度計算及顯示方法較佳實施例的流程圖。
參閱圖1所示，係本發明圓度計算及顯示系統20較佳實施例的硬體實施架構圖。該系統20安裝並運行於一台應用伺服器2中。該應用伺服器2內置或者外接一台資料庫1，並透過網路3與至少一台用戶端電腦4(圖中顯示兩台)相連接。所述的資料庫1用於儲存多組點集。所述網路3可以為企業內部網路(Intranet)、網際網路(Internet)或其他類型的網路。所述用戶端電腦4可以提供互動式的用戶介面，用於顯示對資料庫1中的點集進行處理的過程，以及輸出圖形化的圓度分析報告。
參閱圖2所示，係本發明圓度計算及顯示系統20的功能模組圖。該系統20主要包括色階設置模組200、點集接收模組210、判斷模組220、圓擬合模組230、距離計算模組240、比對模組250、拉伸模組260及輸出模組270。
上述所稱的各個模組係完成一特定功能的電腦程式段，比程式更適合於描述軟體在電腦中的執行過程，因此在本發明中對軟體程式的描述都以模組描述。
所述之色階設置模組200主要用於設置一個色階條，其中，該色階條中的不同顏色代表不同的誤差範圍。
所述之點集接收模組210主要用於接收從資料庫1匯入的點集。
所述之判斷模組220主要用於判斷上述匯入的點集是否可以組成一個圓。例如，當點集中點的個數小於或者等於2時，由於三個點才能確定一個圓，因此該判斷模組220判斷該點集不能組成一個圓。
所述之圓擬合模組230主要用於當上述判斷模組220判斷匯入的點 集可以組成一個圓時，利用最小二乘法將該點集擬合成一個圓，即擬合圓。所述最小二乘法係一種數學優化技術，它透過最小化誤差的平方和找到一組資料的最佳函數匹配，使擬合出來的圓無限接近理論上的標準圓。
所述之距離計算模組240主要用於計算點集中的每個點到擬合圓的距離di。所述點到擬合圓的距離di係透過計算該點到擬合圓的圓心距離Di，再將該距離Di減去擬合圓的半徑R得到的。其中，點到擬合圓的距離di即為該點的誤差值。
所述之比對模組250主要用於將點集中的每個點到擬合圓的距離di與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色。
所述之拉伸模組260主要用於在擬合圓上選擇一個切點，計算點集中的每個點到該切點的距離Li，並根據距離Li及距離di將擬合圓及點集進行拉伸，使擬合圓拉伸成一條以切點為端點的線段及使點集根據上述的距離Li及距離di分佈在該線段的兩端。拉伸擬合圓及點集可以更直觀的顯示點集中每個點的誤差情況。
所述之輸出模組270主要用於繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，其中，該圖形化的圓度分析報告包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。其中，所述之圖形化的圓度分析報告可以為二維平面圖、三維空心圖或者三維實體圖。進一步地，該圖形化的圓度分析報告還可以包括上述拉伸後的擬合圓及點集。
參閱圖3所示，係本發明圓度計算及顯示方法較佳實施例的流程圖。
步驟S100，色階設置模組200設置一個色階條，其中該色階條中 的不同顏色代表不同的誤差範圍。
步驟S101，點集接收模組210接收從資料庫1匯入的一組點集。
步驟S102，判斷模組220判斷上述匯入的點集是否可以組成一個圓。本實施例中，當點集中點的個數小於或者等於2時，該判斷模組220判斷該點集不能組成一個圓，否則，當點的個數大於2時，該判斷模組220判斷該點集可以組成一個圓。
當匯入的點集可以組成一個圓時，步驟S103，圓擬合模組230利用最小二乘法，將該點集擬合成一個圓，即擬合圓。
步驟S104，距離計算模組240計算所述點集中的每個點到擬合圓的距離di。所述點到擬合圓的距離di係透過計算該點到擬合圓的圓心距離Di，再將該距離Di減去擬合圓的半徑R得到的。其中，點到擬合圓的距離di即為該點的誤差值。
步驟S105，比對模組250將所述點集中的每個點到擬合圓的距離di與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色。
步驟S106，判斷模組220判斷是否需要將擬合圓及點集拉伸。若不需要，則直接進入步驟S110。
否則，若需要將擬合圓及點集拉伸，步驟S107，拉伸模組260在擬合圓上選擇一個切點。
步驟S108，拉伸模組260計算點集中的每個點到該切點的距離Li。
步驟S109，拉伸模組260根據該距離Li及距離di將擬合圓及點集進行拉伸，使擬合圓拉伸成一條以切點為端點的線段及使點集根 據上述的距離Li及距離di分佈在該線段的兩端。
步驟S110，輸出模組270繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，其中，在該圖形化的圓度分析報告中包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。其中，所述的圖形化的圓度分析報告可以為二維平面圖、三維空心圖或者三維實體圖。進一步地，該圖形化的圓度分析報告還可以包括上述拉伸後的擬合圓及點集。
本發明準確定位被測要素位置的電腦系統及方法，雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟悉此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神及範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S100‧‧‧設置一個色階條
S101‧‧‧接收匯入的點集
S102‧‧‧匯入的點集可以組成一個圓？
S103‧‧‧利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓
S104‧‧‧計算點集中的每個點到上述擬合圓的距離
S105‧‧‧根據上述每個點到擬合圓的距離及利用色階條確定每個點的顏色
S106‧‧‧需要將擬合圓及點集拉伸？
S107‧‧‧從擬合圓上選擇一個切點
S108‧‧‧計算點集中每個點到切點的距離
S109‧‧‧將擬合圓及點集拉伸
S110‧‧‧繪製並輸出圖形化的圓度分析報告

Claims (10)

  1. 一種圓度計算及顯示系統，其運行於一台應用伺服器中，該系統包括：色階設置模組，用於設置一個色階條，該色階條中的不同顏色代表不同的誤差範圍；點集接收模組，用於接收匯入的點集；圓擬合模組，用於利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓，即擬合圓；距離計算模組，用於計算點集中的每個點到擬合圓的距離di，該距離di即為點的誤差值；比對模組，用於將點集中每個點的誤差值與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色；及輸出模組，用於繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，該圖形化的圓度分析報告中包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圓度計算及顯示系統，其中，該系統還包括：判斷模組，用於判斷匯入的點集是否可以組成一個圓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之圓度計算及顯示系統，其中，所述距離di係透過計算該點到擬合圓的圓心距離Di，再將該距離Di減去擬合圓的半徑R得到的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之圓度計算及顯示系統，其中，該系統還包括：拉伸模組，用於在擬合圓上選擇一個切點，計算點集中每個點到該切點的距離Li，並根據該距離Li及距離di將擬合圓及點集進行拉伸，使擬合 圓拉伸成一條以切點為端點的線段及使點集根據上述的距離Li及距離di分佈在該線段的兩端。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之圓度計算及顯示系統，其中，所述圖形化的圓度分析報告還包括上述拉伸後的擬合圓及點集。
  6. 一種圓度計算及顯示方法，該方法係由電腦系統執行，並包括步驟：設置一個色階條，該色階條中的不同顏色代表不同的誤差範圍；接收匯入的點集；利用最小二乘法將上述點集擬合成一個圓，即擬合圓；計算點集中的每個點到擬合圓的距離di，該距離di即為點的誤差值；將點集中每個點的誤差值與上述設置的色階條相比對，以確定每個點的顏色；及繪製並輸出圖形化的圓度分析報告，該圖形化的圓度分析報告中包括上述的色階條、擬合圓及具有顏色的點集。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之圓度計算及顯示方法，其中，在接收步驟之後該方法還包括：判斷匯入的點集是否可以組成一個圓；及當不能組成一個圓時，重新接收匯入的點集。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之圓度計算及顯示方法，其中，所述距離di係透過計算該點到擬合圓的圓心距離Di，再將該距離Di減去擬合圓的半徑R得到的。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之圓度計算及顯示方法，其中，在繪製步驟之前該方法還包括：在擬合圓上選擇一個切點；計算點集中每個點到該切點的距離Li；及根據該距離Li及距離di將擬合圓及點集進行拉伸，使擬合圓拉伸成一條 以切點為端點的線段及使點集根據上述的距離Li及距離di分佈在該線段的兩端。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之圓度計算及顯示方法，其中，所述圖形化的圓度分析報告還包括上述拉伸後的擬合圓及點集。
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