环形锻件是用来制造重大技术装备的关键零部件,被广泛的应用于工业领域。环形锻件的关键尺寸决定锻件精度,尺寸可根据环形锻件的轴向截面形线得到。所以,环形锻件的轴向截面形线是决定环形锻件精度的重要参数。目前最常用的测量方式是激光测量。由于环形锻件轧制过程处于高温、强振动及动态旋转的状态下,利用激光扫描得到的点云中含有大量噪声,导致提取到的环形锻件截面形线不准确,尺寸误差大,进而影响环形锻件成品质量。因此,实现环形锻件轴向截面形线的准确提取,对于保证环形锻件的生产质量具有重要意义。本文对环形锻件截面形线的提取方法进行了研究,具体研究内容如下:首先,利用法向量投影算子对点云初始邻域进行优化。通过空间栅格重划分法寻找点云中每个点的邻域点,再求解该点的法向量和邻域的法向量,借助法向量夹角筛选邻域点,得到点云的初始邻域。进一步通过法向量投影算子对点云初始邻域进行优化,得到保凸且稳定的优化邻域。其次,在优化邻域的基础上,通过L1中值和法向量的优化算法提取环形锻件截面形线。根据曲率对环形锻件点云进行下采样,得到采样点集合。L1中值通过采样点的邻域理论被拓展为局部L1中值。由此提出L1中值和法向量的优化算法,利用该优化算法迭代收缩采样点。通过分布度量值量化每次迭代后采样点的分布情况,采样点的分布度量值达到阈值时停止迭代,得到环形锻件截面形线。最后,在实验室中搭建环形锻件截面形线激光测量系统,分别以二阶环形锻件和三阶环形锻件为实验对象进行验证。利用该激光测量系统扫描环形锻件得到激光点云,通过本文提出的算法对点云进行处理。将实验结果、标准值和两种经典算法的处理结果进行对比,来验证本文提出的基于L1中值和法向量的环形锻件截面形线提取方法的有效性。