基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片三維形貌測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的一種重要組成零件，若要確保航空發(fā)動(dòng)機(jī)在工作期間安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須保證葉片具有高質(zhì)量、高性能以及高壽命。近年來(lái)，因發(fā)動(dòng)機(jī)葉片斷裂導(dǎo)致的航空飛行事故屢有發(fā)生，葉片斷裂又被稱(chēng)為航空發(fā)動(dòng)機(jī)事故的“第一殺手”。葉片是一類(lèi)具有典型自由曲面的零件，它自身的質(zhì)量、性能以及使用壽命完全由其表面形狀決定。因此，針對(duì)其表面三維形貌檢測(cè)的研究就顯得極其重要。目前在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面三維測(cè)量領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量實(shí)驗(yàn)研究，提出了許多的解決措

2、施，并且針對(duì)不同類(lèi)型葉片的測(cè)量都具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，然而就當(dāng)前航空工業(yè)領(lǐng)域的高精度、高功效、自動(dòng)化、價(jià)格低廉等要求而言，這些措施還難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。所以，探索一系列能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、低成本、高精度、高效率的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片三維測(cè)量方法是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
　　本文針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面三維形貌測(cè)量，提出了一種基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的三維掃描測(cè)量方法，并且進(jìn)行了深入研究與探討。第一，分析了線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)的原理，建立了線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量系統(tǒng)模型，并在該

3、模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維掃描測(cè)量系統(tǒng)。第二，深入研究了系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)，采用張氏二維相機(jī)標(biāo)定法標(biāo)定相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，采用基于自由移動(dòng)二維標(biāo)靶的交比不變法標(biāo)定線(xiàn)結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)。第三，研究了一種降低航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面高光反射的多項(xiàng)式擬合法，詳細(xì)分析了影響激光條紋圖像質(zhì)量的各種干擾因素，并提出解決方法。第四，提出了一種基于幾何中心法和高斯分解的改進(jìn)hessian矩陣激光條紋中心提取方法，利用幾何中心法提取激光條紋圖像每行的左右邊界

4、位置，將原始hessian矩陣中的二維高斯卷積運(yùn)算分解為兩個(gè)相乘的一維高斯卷積運(yùn)算，并構(gòu)造新的hessian矩陣準(zhǔn)確提取激光條紋中心。第五，利用本文設(shè)計(jì)的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維掃描測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面三維形貌測(cè)量實(shí)驗(yàn)，分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片三維檢測(cè)儀器的機(jī)械結(jié)構(gòu)模型。
　　本文以線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量技術(shù)為原理，提出了測(cè)量航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片表面三維形貌的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明該方法能有效測(cè)量航空