[發明專利]基于圖像測量的潮流能發電機葉片外形尺寸精度檢測方法

在審

• 申請號: 201810581132.6
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108613635A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 胡滕艷;張爽;秦玉峰;齊占峰;史健;張茜
• 申請（專利權）人: 國家海洋技術中心
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

本發明公開了一種基于圖像測量的潮流能發電機葉片外形尺寸精度檢測方法，采用以下步驟：1)在葉片上選取多個葉素截面，針對每個葉素截面設計一個檢測樣板，檢測樣板采用矩形結構，根據葉素截面的設計外形曲線在矩形檢測樣板上設置檢測孔；設計一個盲板，盲板與檢測樣板外輪廓尺寸相同；2)將葉片水平設置，采用懸臂的方法進行支撐；3)將檢測樣板套裝在葉片上進行測量，以獲得葉素外形測量曲線；4)圖像測量；5)采用canny算法，獲取坐標系之間的轉換關系；6)將葉素的測量外形曲線和設計外形曲線統一轉換至參照樣板坐標系中；7)比較，獲得葉片精度。本發明能夠較好地實現高精度不規則葉片外形尺寸精度的檢測。

技術領域

本發明涉及一種葉片外形尺寸精度檢測方法，特別是一種基于圖像測量的潮流能發電機葉片外形尺寸精度檢測方法。

背景技術

經過多年的研究，水平軸潮流能發電技術在現階段已經取得了不俗的成績。但是想要進一步發展進而產業化，機組的穩定性和可靠性是關鍵的一環。葉片作為系統的第一級捕能裝置，占到整個機組成本的20％，是保證機組正常運行的必要條件。潮流能能量密度大，海洋工作環境惡劣，葉片結構往往更加容易出現損壞。在國內外的試驗中，葉片頻頻出現折斷、丟失等問題也印證了這一點。因此，合理的葉片外形尺寸精度對于提高葉片的能量捕捉效率和機械強度具有重要意義。

葉片外形為不規則的三維立體圖形，利用傳統的測量方式不能實現高精度葉片外形尺寸的測量，而且葉片尺寸較大，測量很容易受到空間和設備的限制。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種基于圖像測量的潮流能發電機葉片外形尺寸精度檢測方法，該方法能夠實現高精度不規則葉片外形尺寸精度的檢測。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種基于圖像測量的潮流能發電機葉片外形尺寸精度檢測方法，采用以下步驟：

1)根據需要在葉片上選取多個葉素截面，針對每個葉素截面設計一個檢測樣板，檢測樣板采用矩形結構，根據葉素截面的設計外形曲線在矩形檢測樣板上設置檢測孔，在所述檢測樣板的檢測孔邊沿上標記間隔設置的多個測量點；設計一個盲板，盲板與檢測樣板外輪廓尺寸相同；以樣板和盲板的底邊為X軸，左側邊為Y軸，建立坐標系；

2)將葉片水平設置，采用懸臂的方法將葉片的根部固定在旋轉支撐軸的一端，所述旋轉支撐軸采用兩個分離的支撐座支撐；

3)將檢測樣板套裝在葉片上，在每個測量點位多處沿檢測孔外形曲線的法線方向測量檢測孔內壁與葉片之間的距離，以獲得葉素外形的多個測量點坐標，進而獲得葉素外形在檢測樣板坐標系中的測量曲線；

4)選取一個檢測樣板作為參照樣板，其他檢測樣板作為對比樣板，保持參照樣板不變，每次選取一個對比樣板與參照樣板合影，直到完成所有對比樣板與參照樣板的單獨合影，合影的方法為利用圖像獲取裝置垂直葉片軸向拍攝；將盲板固定在葉片的頂部，并使盲板的坐標系與葉素截面坐標系重合，利用圖像獲取裝置垂直葉片軸向拍攝參照樣板和盲板的合影；

5)將步驟4)獲取的圖像，利用canny算法進行邊緣處理，通過參照樣板與對比樣板的邊緣重合情況來確定每個對比樣板坐標系與參照樣板坐標系之間的轉換關系；通過參照樣板與盲板的邊緣重合情況來確定參照樣板坐標系與葉素截面坐標系之間的轉換關系；

6)將葉素測量外形曲線從對比樣板坐標系中轉換至參照樣板坐標系中，將葉素設計外形曲線從葉素截面坐標系中轉換至參照樣板坐標系中；

7)在參照樣板坐標系中對多個葉素測量外形曲線和多個葉素設計外形曲線一一對應地進行比較，得到多個葉素外形尺寸精度，進而得到葉片外形尺寸精度。

所述步驟3)，采用B樣條插值法擬合出葉素外形在檢測樣板坐標系中的測量曲線。