[發明專利]一種基于曲面配準的螺旋槳葉片質量評估方法

在審

• 申請號: 202011370807.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112508895A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張輝;王玉;高兆樓;張震;朱鵬程;朱成順;張春燕;劉贊;趙忠;張勝文
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王恒靜

本發明公開了一種基于曲面配準的螺旋槳葉片質量評估方法，包括：分析螺旋槳葉片曲面，進行曲面參數化；根據曲面參數化進行曲面的測點數目規劃；對規劃的測點數目進行檢測路徑規劃，確定檢測點的位置；對得出的測點位置進行目標測點的數據采集，曲面粗配準；根據粗配準測點位置通過KDTree結構算法查找點云最近點；對最近點進行曲面配準算法迭代，直至收斂；當兩個點云集完成整體的的最近點迭代后，對兩個點云集進行曲面擬合完成螺旋槳曲面葉片的配準；本發明通過空間坐標將螺旋槳葉片進行參數化，然后進行測點規劃，對確定的測點進行數據采集，通過NDT進行粗配準，再通過曲面配準算法進行迭代計算，完成檢測數據與源數據的配準，使得質量評估精度更高。

技術領域

本發明涉及螺旋槳葉片質量評估技術領域，具體涉及一種基于曲面配準的螺旋槳葉片質量評估方法。

背景技術

隨著現代制造業的不斷發展，質量評估在產品制造過程中越發的重要。質量評估主要是確保產品的質量水平符合標準，也是保證能夠提前發現加工誤差，并采取措施糾正。螺旋槳葉片曲面的精度決定了螺旋槳推進效率，對其檢測并完成產品質量評估顯得尤為重要。目前，企業對槳葉的精度評估尚需人工完成，導致整個槳葉從制造到應用過程較為緩慢。雖然已有高校在該問題上展開研究，但仍存在問題未解決。

申請號為CN201710268810.9的專利提出“一種基于差分進化算法和Trimmed ICP算法的點云配準方法”，其根據差分進化算法與改進ICP算法進行旋轉平移矩陣的初值設定問題，解決了點云重疊率較小的配準問題，該方法通過ICP進行迭代對初值的要求較高，容易陷入局部最優解。申請號為CN201710761847.5的專利提出“改進的最近點迭代點云配準方法”，其提出了兩種改進的最近點迭代點云配準方法，都能夠有效地提高最近點算法的迭代速度，但該方法更適用于大量點云數據的情況下，且精度難以保證。申請號為CN201611068077.8的專利提出“多功能電動無人機螺旋槳檢測平臺”，其通過無人機檢測技術解決了螺旋槳檢測過程繁瑣、時間長等問題，且能夠同時檢測螺旋槳升力、功耗和動平衡，但該方法在葉片精度方面也未提出改進。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于曲面配準的螺旋槳葉片質量評估方法，該方法可以解決在大量點云數據的情況下，評估精度低的問題。

技術方案：本發明所述的基于曲面配準的螺旋槳葉片質量評估方法，包括：

(1)分析螺旋槳當前形態，進行曲面參數化；

(2)根據所述曲面參數化進行曲面的測點數目規劃；

(3)對規劃的測點數目進行檢測路徑規劃，確定檢測點的位置；

(4)對得出的所述測點位置，進行目標測點的數據采集，進行曲面粗配準；

(5)根據所述粗配準測點位置通過KDTree結構算法查找點云最近點，采用不同參數查找螺旋槳不同狀態的最近點；

(6)對所述最近點進行曲面配準算法迭代，直至收斂；

(7)當兩個點云集完成整體的的最近點迭代后，對兩個點云集進行曲面擬合，完成螺旋槳曲面葉片的配準。

進一步的，包括：

該方法還包括：

(8)對得到的配準結果通過國際螺旋槳精度檢測標準進行判定；

(9)對得到的判定結果進行布爾運算，得到需要加工的區域面積和厚度；

(10)對得到的區域面積和厚度進行可視化顯示，并生成檢測報告。

進一步的，包括：

步驟(2)根據所述曲面參數化進行曲面的測點數目規劃，包括：