[论文解读] ISO Filters in Precision Engineering and Production Measurement

Michael Krystek|arXiv (Cornell University)|Dec 3, 2010

Advanced Numerical Analysis Techniques参考文献 12被引用 3

一句话总结

本文综述了ISO/TS 16610中引入的新ISO滤波器，其超越了传统的高斯滤波器（ISO 11562），支持精密工程中的先进几何产品规范与验证。文章概述了这些滤波器如何通过实现尺度分离和改进信号重建，提升坐标、形状、轮廓和表面纹理测量中的数据处理能力。

ABSTRACT

Filters are used in precision engineering and production measurement to suppress unwanted components in measured data, to reconstruct the sampled surface in case of tactile measurements, or to separate portions of different scales. The application of such filters comprises a wide area, in essence, coordinate measurement, form and contour measurement, as well as surface texture measurement. So far, almost exclusively the Gaussian filter, as standardised in ISO 11562, has been used in this area. But for some time past, a new series of ISO documents (ISO/TS 16610) has been available which - besides the Gaussian filter which is still available - specifies additional filters for the field of geometrical product specification and verification. This publication gives an overview of these new ISO filters.

研究动机与目标

• 概述ISO/TS 16610系列新滤波器在几何产品规范与验证中的应用。
• 解决在精密测量应用中仅依赖高斯滤波器的局限性。
• 通过标准化的、与尺度相关的滤波技术，支持坐标、形状、轮廓和表面纹理测量中的改进数据处理。
• 推动采用先进滤波技术，以实现更优的表面特征分离与采样表面重建。

提出的方法

• 审查ISO/TS 16610系列，该系列对高斯滤波器之外的多种滤波器进行了标准化。
• 分析滤波器在抑制噪声、重建触觉测量数据以及分离与尺度相关的特征中的功能作用。
• 根据滤波器在坐标测量、形状与轮廓测量以及表面纹理分析中的应用进行分类。
• 比较高斯滤波器与其他滤波器在精密工程背景下的性能与适用性。
• 突出强调标准化框架在不同测量系统中实现滤波器一致实施的作用。
• 强调滤波器选择在实现精确几何产品验证与规范中的重要性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在精密测量应用中，仅依赖高斯滤波器的关键局限性是什么？
• RQ2 ISO/TS 16610中的新ISO滤波器在表面与形状分析中如何优于高斯滤波器？
• RQ3 这些新滤波器在触觉测量与坐标测量中，如何增强尺度分离与信号重建？
• RQ4 在工业测量工作流程中采用多种标准化滤波器的实际影响是什么？
• RQ5 新ISO滤波器标准如何支持几何产品验证的一致性与准确性？

主要发现

• ISO/TS 16610系列引入了一套全面的滤波器，超越了高斯滤波器，使精密工程中的数据处理更加精确和灵活。
• 这些新滤波器支持在表面纹理分析中更优的形状、波纹度与粗糙度分量分离。
• 多种滤波器类型的标准化确保了不同测量系统与行业之间的一致性与互操作性。
• 滤波器通过减少噪声并保留相关几何特征，提升了触觉测量中重建表面的准确性。
• 采用这些滤波器可实现制造与质量控制中几何产品规范验证的改进。
• 新滤波器为根据坐标、形状、轮廓与表面纹理测量的具体需求，选择合适的滤波技术提供了结构化框架。