In den 1970er Jahren entwickelten Ingenieure der Hochschule "Arts et Métiers" in Frankreich, zusammen mit den Firmen Peugeot und Renault, eine grafische Methode zur Analyse von Motiven, speziell konzipiert für die Charakterisierung von funktionaler und strukturierter Oberflächenbeschaffenheit. Der größte Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie die funktionalen Anforderungen an die Oberfläche berücksichtigt und versucht, Beziehungen zwischen den Positionen von Spitzen und Tälern und diesen Anforderungen zu finden.
Topologische Charakterisierung von Oberflächenmotiven
Diese Methode, die als CNOMO E00.14.015.N bekannt ist, hatte einen großen Erfolg in der französischen Industrie und wurde 1996 in die internationale Norm [ISO 12085] aufgenommen. In den vergangenen zehn Jahren ist mehrmals versucht worden, aber mit geringem Erfolg, diese Methode auf 3D zu extrapolieren. Erst als Methoden aus der Bildanalyse auf flächenhafte Oberflächenbeschaffenheit angewendet wurden, wurden die Vorteile der Motiv-Methode wiederentdeckt [SCOTT 1997, BARRÉ 2000]. Diese Methode ist nun offiziell in die Norm ISO 25178 integriert, als Methode zur Unterscheidung zwischen signifikanten Spitzen und Mulden, und ebenfalls als Methode zur Charakterisierung von 3D-Motiven.
Die Methode, die derzeit Segmentierung genannt wird, beruht auf der Anwendung eines Wasserscheiden-Algorithmus, der mit einem Algorithmus zur Vereinfachung von Graphen verbunden ist, die die Beziehungen zwischen einzelnen Punkten beschreiben (Wolf-Beschneidung) [WOLF 1993].
Details zu Topographieparametern
finden Sie in [BLATEYRON 2013b] (Kapitel 3 von [LEACH 2013]).
Der Name "Motive" wird entweder für Hügel (H) oder Täler (D) verwendet. Ein Tal ist von einer Kammlinie (R) umgeben, und sein minimaler Punkt wird Vertiefung (V) genannt. Ein Hügel wird von seiner Ablauflinie (C) begrenzt, und sein maximaler Punkt wird Spitze (P) genannt.
Sattel-Punkte (S) befinden sich am Schnittpunkt zwischen Ablauflinien und Kammlinien.
Oberhalb: Segmentierung einer körnigen Oberfläche. Die schwarzen Kreuze zeigen die Lage der Gipfel auf jedem Motiv. Jedes Motiv repräsentiert ein konstitutives Element der Oberflächenbeschaffenheit, das die Funktionalität des Teils beeinträchtigen kann (Schmierung, Verschleiß, Kontakt usw.). Auf dem rechten Bild wird jedes Motiv mit einer anderen Farbe dargestellt. MountainsMap® macht es möglich, die Motive zu zählen und zu quantifizieren, um sie dann als offene und geschlossene Motive zu sortieren, und um ihre Fläche, mittlere Tiefe, Volumen, usw. zu messen.
Die Segmentierung ist auch ein leistungsstarkes Werkzeug zur Identifizierung signifikanter Spitzen und signifikanter Vertiefungen, und wird bei der Berechnung der Spitzendichte und der Spitzenkrümmung empfohlen. ISO 25178 definiert zwei neue Parameter, die Sds und Ssc ersetzen, die im SurfStand-Report definiert waren.
Spd, Spitzendichte
Spc, Arithmetischer Spitzen-Krümmungsmittelwert
Von den bedeutenden Spitzen und Vertiefungen aus ist es dann möglich, robuste Höhen zu definieren:
S5p, Fünf-Punkte-Spitzenhöhe
S5v, Fünf-Punkte-Vertiefungshöhe
S10z, Zehn-Punkte-Höhe
Mit der Segmentierung werden diese Parameter viel wichtiger als bisher (wenn sie im Einklang mit den Definitionen aus den vorhergehenden europäischen Berichten angewendet wurden).
Darüber hinaus wurden spezifische Parameter geschaffen, um die Fläche und das mittlere Volumen von durch Segmentierung identifizierten Motiven zu quantifizieren, wobei zwischen offenen und geschlossenen Motiven unterschieden wird, je nachdem, ob sie den Rand des Bildes berühren oder nicht.
Sha, gemittelte Hügelfläche
Sda, gemittelte Talfläche
Shv, gemitteltes Hügelvolumen
Sdv, gemitteltes Talvolumen
Topographieparameter sind im optionalen MountainsMap-Modul Grains and Particles und in MountainsMap Premium enthalten.
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