[發(fā)明專利]基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)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(shè)計(jì)）人: 金永;任立衡;王召巴;陳友興;范晨
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發(fā)明屬于內(nèi)型面重建技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面重建方法及裝置。一種基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面重建方法，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(jī)內(nèi)表面的位移值，利用D?H矩陣將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；2)設(shè)待檢測的固體火箭發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)半徑為R，采用基于半徑R的均值濾波方法對內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡；3)對精簡后的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)利用三角網(wǎng)生長算法進(jìn)行三角網(wǎng)格面重建。本發(fā)明用線激光位移傳感器進(jìn)行全面掃描，利用激光抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、傳播速度快的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)表面高精度高效率的測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于內(nèi)型面重建技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面重建方法及裝置。

背景技術(shù)

固體火箭發(fā)動機(jī)是以固體化學(xué)推進(jìn)劑作為動力來源的推進(jìn)裝置，被廣泛應(yīng)用于國防軍工、航天航空等領(lǐng)域，固體火箭發(fā)動機(jī)作為當(dāng)今最常用的武器及航天器推進(jìn)機(jī)構(gòu)，主要由大體積的燃燒室、小體積的噴管、燃燒室內(nèi)部的推進(jìn)藥劑以及點(diǎn)火裝置構(gòu)成，在完成最終裝配前，各個部分是分離的，其產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著裝配的成敗。針對此種情況，重建固體火箭發(fā)動機(jī)的內(nèi)型面來觀察其質(zhì)量的好壞是必要的。固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面的尺寸檢測項(xiàng)目十分繁雜，針對固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)腔測量過程中的不可接觸，不可污染的硬性要求，接觸式測量法不適合本次測量，因?yàn)榻佑|式測量法是通過傳感器與被測物體直接接觸或間接接觸來測量的，這種方法的缺陷是傳感器與被測物體接觸時，可能會使物體表面產(chǎn)生磨損，從而造成測量的不精確；非接觸式的超聲波測量法需要借助傳輸媒介的檢測方式，即在檢測時借助耦合劑使得超聲波更好的進(jìn)入被測工件內(nèi)部，需用耦合劑充填滿探頭和被測物表面之間的空隙，以保證充分的聲耦合，如有污垢等雜質(zhì)會嚴(yán)重影響測量精度，不適用于該項(xiàng)數(shù)據(jù)采集。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題提供了一種基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面重建方法及裝置。

為達(dá)到上述目的本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于激光點(diǎn)云的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面重建方法，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(jī)內(nèi)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

2)、設(shè)待檢測的固體火箭發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)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(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行精簡；

3)、對精簡后的固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)利用三角網(wǎng)生長算法進(jìn)行三角網(wǎng)格面重建。

進(jìn)一步，所述步驟1)利用線激光位移傳感器采集固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體步驟為：結(jié)合線激光位移傳感器沿固體火箭發(fā)動機(jī)軸線的運(yùn)動以及固體火箭發(fā)動機(jī)自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，等間隔采集固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)表面的位移值，將線激光位移傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維點(diǎn)云坐標(biāo)，最終將線激光位移傳感器采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固體火箭發(fā)動機(jī)內(nèi)型面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。