[發(fā)明專利]一種基于線激光傳感器的葉片輪廓測量方法及裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010322903.7
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111504223B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 荊亮
• 申請（專利權(quán)）人: 荊亮
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京慕達星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.一種基于線激光傳感器的葉片輪廓測量方法，其特征在于，包括：

S1、獲取待測量葉片的標準數(shù)據(jù)；所述標準數(shù)據(jù)為葉片模型數(shù)據(jù)；該標準數(shù)據(jù)包括葉片指定截面的進排氣邊的指定弦高度的輪廓點數(shù)據(jù)；該指定截面包括：明顯特征的葉根處、連接處和凸起處；輪廓點數(shù)據(jù)數(shù)量為50～400個點；

S2、通過線激光傳感器對待測量葉片進行實時測量，采集大量實時測量數(shù)據(jù)；

S3、對所述大量實時測量數(shù)據(jù)進行匹配，選取與所述標準數(shù)據(jù)相對應的點數(shù)據(jù)；

S4、基于標準最小二乘法，計算角度及偏差值，保證e數(shù)值最小；將所述相對應的點數(shù)據(jù)與所述標準數(shù)據(jù)逐一進行配準；

S5、當配準完成后，生成所述葉片的測量結(jié)果；

所述步驟S3包括：

S31、計算所述標準數(shù)據(jù)相鄰點之間的斜率、距離，生成基準數(shù)據(jù)集；

S32、計算所述大量實時測量數(shù)據(jù)中各個點與相鄰點之間的斜率、距離，生成測試數(shù)據(jù)集；

S33、將所述測試數(shù)據(jù)集與所述基準數(shù)據(jù)集進行匹配，在所述大量實時數(shù)據(jù)中，選取斜率和距離均為最小誤差的匹配對應的點數(shù)據(jù)；

所述步驟S4包括：

設(shè)：所述標準數(shù)據(jù)點為第一數(shù)據(jù)集合：[(x₁,y₁),(x₂,y₂)...(x_n,y_n)]；

設(shè)：選取斜率和距離均為最小誤差的匹配對應的點數(shù)據(jù)集合為第二數(shù)據(jù)集合：[(x′₁,y′₁),(x'₂,y'₂)...(x'_n,y'_n)]；

實際測量的數(shù)據(jù)選取的配準點與標準數(shù)據(jù)需要經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移達到重合，(Δx,Δy,θ)，△x為x方向的平移量，△y為y方向的平移量，θ為旋轉(zhuǎn)的角度；

設(shè)第一數(shù)據(jù)集合經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移后的坐標[(x″₁,y″₁),(x″₂,y″₂)...(x″_n,y″_n)]：

x”_m＝x'_mcosθ+y'_msinθ

y”_m＝y(tǒng)'_mcosθ-x'_msinθ (1)

將第二數(shù)據(jù)集合，通過上述公式(1)進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到與第一數(shù)據(jù)集合相同的坐標系下；

基于標準最小二乘法，計算角度及偏差值，保證e數(shù)值最小：

式中，x_i表示第一數(shù)據(jù)集合中任一點的x坐標，y_i表示第一數(shù)據(jù)集合中該任一點的y坐標；x_i‘表示第二數(shù)據(jù)集合中與所述任一點相對應的點的x坐標，y_i‘表示第二數(shù)據(jù)集合中與所述任一點相對應的點的y坐標；N表示采樣點的個數(shù)；

通過計算旋轉(zhuǎn)角度及X軸Z軸的偏移量，將所述第二數(shù)據(jù)集合與第一數(shù)據(jù)集合的距離平方和最大或平方差為最小時，凍結(jié)第二數(shù)據(jù)集合對應的第二輪廓與第一數(shù)據(jù)集合對應的第一輪廓的相互位置關(guān)系；

選擇所述第一輪廓與所述第二輪廓之間的最大距離及最小距離參數(shù)；所述最大距離為最大誤差，所述最小距離參數(shù)為最小誤差。