[發(fā)明專利]基于激光點云的固體火箭發(fā)動機內型面重建方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911013136.5
• 申請日: 2019-10-23
• 公開（公告）號: CN110735733B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 金永;任立衡;王召巴;陳友興;范晨
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: F02K9/96
• 分類號: F02K9/96;F02K9/08;G06T17/20;G06F30/17
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

1.一種基于激光點云的固體火箭發(fā)動機內型面重建方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)、利用線激光位移傳感器采集固體火箭發(fā)動機內表面的位移值，利用D-H矩陣將線激光位移傳感器采集到的數據轉換為固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據，具體步驟為：結合線激光位移傳感器沿固體火箭發(fā)動機軸線的運動以及固體火箭發(fā)動機自身的旋轉運動，等間隔采集固體火箭發(fā)動機內表面的位移值，將線激光位移傳感器采集到的數據進行D-H建模，可得D-H矩陣：

將線激光位移傳感器采集到的數據分別與D-H矩陣相乘，從而將線激光位移傳感器采集到的數據轉換成三維點云坐標，最終將線激光位移傳感器采集到的數據轉換為固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據；

2)、設待檢測的固體火箭發(fā)動機的設計半徑為R，采用基于半徑R的均值濾波方法對固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據進行精簡；

3)、對精簡后的固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據利用三角網生長算法進行三角網格面重建。

2.根據權利要求1所述的一種基于激光點云的固體火箭發(fā)動機內型面重建方法，其特征在于：所述步驟2)設待檢測的固體火箭發(fā)動機的設計半徑為R，采用基于半徑R的均值濾波方法對固體火箭發(fā)動機三維點云數據進行精簡，具體步驟為：對固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據進行矩陣分塊，分塊方法為，對y軸進行等間隔劃分時，x軸的坐標不變；對x軸進行等間隔劃分時，y軸的坐標不變；對劃分好的每個數據小塊都進行數據精簡，精簡方法為，設每個數據小塊初始采集點的三維坐標為(x_i，y_i，z_i)，其中i＝1,2......，表示第i個數據小塊，設定x、y方向的分辨率為Δx、Δy，則在長、寬為y_i+Δy、x_i+Δx的數據小塊范圍內，對該范圍內數據點的z值進行判斷，將z值超過R±10mm的數據進行刪除，將z值位于R±10mm之間的數據進行正負劃分，求平均值最后用三維坐標點代替該數據小塊中的所有數據，從而實現數據精簡。

3.根據權利要求1所述的一種基于激光點云的固體火箭發(fā)動機內型面重建方法，其特征在于：所述步驟3)對精簡后的固體火箭發(fā)動機內型面三維點云數據利用三角網生長算法進行三角網格面重建，具體步驟為：選取精簡后點集中的任意一點作為第一個點，選取距離該點最近的一個點作為第二個點，連接它們作為三角網生成算法的第一條搜索邊；再根據Delaunay三角形的空圓準則，從剩余點集中尋找該搜索邊的第三個點，從而構成一個Delaunay三角形，將生成三角形的兩條新邊加入到搜索邊中，重復上一個操作直到所有點被連接到Delaunay三角網中，從而重建出固體 火箭發(fā)動機內型面的三維形狀；如果重建曲面片Ri位于R±0.2mm則標記該曲面片為綠色，即滿足設計指標；如果Ri位于R-0.2mm以內，顏色設定為淡藍色，表示該曲面片部位存在磨損，每超過0.1mm，顏色深度增加1，利用顏色深淺來表示磨損的嚴重程度；如果Ri位于R+0.2mm以上，顏色設定為淡黃色，表示該曲面片部位需要打磨，每超過0.1mm，顏色深度增加1，利用顏色深淺來表示需要打磨的程度。