Алгоритм сборки окружности из массивов 4 сканеров

Добрый день.

Прорабатывается измерительная система из 4 сканеров, которая должна измерять диаметр и овальность труб.

Диапазон измерения сканеров должен обеспечить измерение труб от 150 до 450 мм, без перестройки.

Сканеры выдают массив данных в виде координат X,Y. Угол развертки сканеров относительно оси Х -- +/- 25 градусов.

Рис. 1 Иллюстрирует ориентацию плоскости сканирования по отношению к корпусу сканера.

У сканера есть два режима выдачи данных, «очередь» и «профиль». В режиме «очередь» сканер отправляет порядковый номер измерения Р (0-399) и координаты Х/У. Значения координат У выдаются со знаком «+», или «-». Один цикл измерения в режиме «очередь» (0-399) – это 2 прохода сканера от «+У» к «-У» и обратно от «-У» к «+У». Координаты Х, У «туда-обратно» в «очереди» не совпадают чуток, т.к. зеркало сканера перемещается кулачком. Если записать несколько «очередей», то у одинаковых «Р» координаты Х, У практически совпадают (иногда встречается отличие в 0,1 мм). Данные в режиме «очередь» выдаются в «живом виде» из буфера FIFO сканера. Можно задать время накопления очередей, например за 1 сек, буфер сканера может накопить от 13 до 15 "очередей" по 400 значений в каждой.

В режиме выдачи данных «профиль» сканер отдает данные только после того, как накопит в своем буфере все замеры за 1 проход (от «+У» к «-У», или от «-У» к «+У»). Перед получением данных, необходимо сканеру сообщить дискретность шага по оси У, и сканер сам рассчитает и выдаст соответствующие интерполированные значения по Х . Дискретность шага по оси Х, можно задавать разную. В режиме «профиль» можно получить до 6000 значений на проход.

Для наглядности -есть массивы записи "профиль" объекта диаметром 426 мм. Шаг по "У" 0,5 мм. Есть массивы записи "очередь" того же объекта.

Если сканер не «видит» поверхность, то в режиме «очередь» у Р "координаты Х,У равны 0. В режиме «профиль» координата Х = -2 (код ошибки).

Необходимо:

1.      Предложить алгоритм «сборки» окружности из массивов данных полученных от 4-х сканеров, в режимах «очередь» и «профиль».

2.      А алгоритме привести формулы для пересчёта показаний массива данных, при поиске центра окружности трубы в случаях, когда труба будет иметь смещение от своей оси трубы (это будет постоянно, т.к. труба не идеально круглая, и может смещаться при передвижении на проход мимо сканеров. Смещение до +/- 10 мм.