[發(fā)明專利]基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法及量測(cè)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011422453.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112964172B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊鑫鑫;陳浩;楊光;梁天為;韓建勛;鄭軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚時(shí)科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/06;G01B11/24;G01B11/255;G06T3/00;G06T7/80;G06T17/20;G06T7/62;G06T7/30
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過(guò)兩臺(tái)相對(duì)設(shè)置的結(jié)構(gòu)光相機(jī)采集航空葉片兩個(gè)表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，形成三維的葉片點(diǎn)云；

對(duì)所述葉片點(diǎn)云沿著軸向切片，獲得截面點(diǎn)云，所述軸向?yàn)槿~片截面法矢方向；

將所述截面點(diǎn)云降維至二維空間中；

在所述二維空間中對(duì)所述截面點(diǎn)云進(jìn)行輪廓提取，形成葉片截面多邊形；

通過(guò)迭代搜索方法獲得所述葉片截面多邊形的最大內(nèi)切圓半徑，從而獲得葉片厚度；

所述輪廓提取具體為：

構(gòu)建截面點(diǎn)云的二維凸包多邊形，提取凸包點(diǎn)，剩余點(diǎn)為凹包點(diǎn)，將凹包點(diǎn)作為候選點(diǎn)；

對(duì)于每個(gè)候選點(diǎn)，遍歷計(jì)算其到所述凸包多邊形相鄰頂點(diǎn)連線的距離，將該候選點(diǎn)插入距離最小的兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間，更新凸包多邊形；

重復(fù)上述步驟，直至將所有候選點(diǎn)插入凸包多邊形中，最終形成所述葉片截面多邊形；

所述最大內(nèi)切圓半徑通過(guò)以下步驟獲得：

a)對(duì)所述葉片截面多邊形形成的二維空間進(jìn)行格網(wǎng)劃分，記錄每個(gè)格網(wǎng)中心點(diǎn)的坐標(biāo)；

b)對(duì)于每個(gè)格網(wǎng)中心點(diǎn)，計(jì)算其到葉片截面多邊形上每個(gè)點(diǎn)的距離，并記錄最小距離，得到最小距離的集合，記錄集合中最大值為內(nèi)切圓半徑r_f，此時(shí)對(duì)應(yīng)的格網(wǎng)點(diǎn)中心記為圓心O_f，格網(wǎng)大小記為S_f；

c)對(duì)于步驟b)中得到的圓心，對(duì)圓心周圍1.5S_f的圓形空間進(jìn)行二維格網(wǎng)劃分，并且按照步驟b)計(jì)算得到新的內(nèi)切圓半徑r_b、圓心O_b以及格網(wǎng)大小S_b；

d)計(jì)算圓心O_f與圓心O_b之間的距離，若大于給定閾值，則重復(fù)步驟c)，若小于等于給定閾值，則結(jié)束迭代過(guò)程，此時(shí)，得到航空葉片截面的最大內(nèi)切圓半徑為r_b和圓心為O_b。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，兩臺(tái)所述結(jié)構(gòu)光相機(jī)經(jīng)標(biāo)定后進(jìn)行所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集，所述標(biāo)定具體為：

將一標(biāo)定塊放置于兩臺(tái)結(jié)構(gòu)光相機(jī)中間，該標(biāo)定塊至兩臺(tái)結(jié)構(gòu)光相機(jī)的距離相等；

使用結(jié)構(gòu)光相機(jī)采集該標(biāo)定塊的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

使用迭代最鄰近點(diǎn)算法將標(biāo)定塊的兩幀點(diǎn)云匹配到同一坐標(biāo)框架下，得到的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，即獲得結(jié)構(gòu)光相機(jī)的相機(jī)外參，完成標(biāo)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，所述標(biāo)定塊為0.1微米精度的標(biāo)定塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，所述獲得截面點(diǎn)云具體為：

采用一組平行平面沿軸向?qū)λ鋈~片點(diǎn)云進(jìn)行劃分，形成所述截面點(diǎn)云。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)主成分分析對(duì)截面點(diǎn)云進(jìn)行處理，將所述截面點(diǎn)云降維至二維空間中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，計(jì)算每個(gè)所述候選點(diǎn)到所述凸包多邊形相鄰頂點(diǎn)連線的距離時(shí)，按候選點(diǎn)與所述連線的不同位置關(guān)系，采用不同的距離計(jì)算方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法，其特征在于，采用Graham法構(gòu)建所述二維凸包多邊形。

8.一種量測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括：

一個(gè)或多個(gè)處理器；

存儲(chǔ)器；和

被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的一個(gè)或多個(gè)程序，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一所述基于結(jié)構(gòu)光相機(jī)的航空葉片表面量測(cè)方法的指令。