[發明專利]直升機導向器激光沖擊光束干涉控制方法與系統

有效

• 申請號: 202110915577.5
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113832332B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王亞;劉昌標;盧文海;張永康;吳清源
• 申請（專利權）人: 中國航發常州蘭翔機械有限責任公司;廣東工業大學
• 主分類號: C21D10/00
• 分類號: C21D10/00;C21D11/00
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 沈素芹

1.直升機導向器激光沖擊光束干涉控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，獲取直升機導向器的立體數據；

步驟2，對立體掃描圖像進行處理得到激光沖擊分片；

步驟3，根據激光沖擊分片設計激光行進軌跡；

其中，步驟2中，對立體掃描圖像進行處理得到激光沖擊分片的子步驟為：

步驟2.1，根據立體數據轉化直升機導向器為參數曲面，對參數曲面進行曲面離散獲得曲面塊，所述曲面塊集合為A={S1，S2，S3，……，Su}；

步驟2.2，獲得頂點分割線，子步驟為：

步驟2.2.1，獲取曲面網格的頂點集合為V={V1，V2，V3，…，Vn}，n為頂點集合V的頂點數量；

步驟2.2.2，設定z的初始值為1；

步驟2.2.3，選取頂點Vz，如果Vz位于曲面的邊界上則令z的值增加1，如果zn則重新執行步驟2.2.3，如果z=n，跳轉步驟2.3并輸出集合BL，否則跳轉步驟2.2.4；

步驟2.2.4，獲取與頂點Vz相鄰的所有頂點集合Vz’={VZ1，VZ2，VZ3，…，VZm}，m為頂點集合Vz’的大小，設定初始化變量i為1；

步驟2.2.5，獲得頂點Vz與頂點集合Vz’里第i個元素的連線作為分割線，把此分割線的射線作為邊界，計算連接此邊界的2個面的單位法向量的平均單位向量Mzi；

步驟2.2.6，計算Mz和Mzi的點乘Mz·Mzi，其中Mz為頂點Vz的單位法向量，放入集合DPz，i的值增加1，如果im則跳轉步驟2.2.5，否則跳轉步驟2.2.7；

步驟2.2.7，選出集合DPz里最大的元素，最大元素對應集合Vz’里的頂點指向頂點Vz的方向作為頂點Vz的分割線方向，頂點Vz指向最大元素對應集合Vz’里的頂點處分割線方向的射線作為頂點Vz處的分割線，把分割線加入集合BL，集合集合BL里的元素表示為BLz，BLz與頂點Vz對應，集合BL的大小為小于或等于n，令z的值增加1，跳轉步驟2.2.3；

步驟2.3，搜索曲面區域，子步驟為：

步驟2.3.1，遍歷曲面塊集合A，初始化變量w為1，大小為q；

步驟2.3.2，如果w=q，選取曲面塊Sw里的3個頂點，計算3個頂點中每2個頂點的分割線的方向的內積絕對值，如果獲得的3個內積絕對值中有2個大于設定的第一閾值ω1，則把其中一個分割線的方向作為此曲面塊的分割線方向，令w增加1并重新執行步驟2.3.2，否則曲面塊Sw的分割線待定，跳轉步驟2.3.3；如果wq，跳轉步驟2.3.4；

步驟2.3.3，獲取曲面塊Sw的鄰近曲面塊集Sw’，如果鄰近曲面塊集Sw’里存在曲面塊的3個頂點中2個頂點的分割線的方向的內積絕對值中有2個大于設定的第二閾值ω2，則把此曲面的分割線作為曲面塊Sw的分割線，令w增加1并跳轉步驟2.3.2，如果不存在符合上述條件的鄰近曲面塊，則曲面塊Sw的分割線待定；

步驟2.3.4，結束曲面區域遍歷，如果曲面塊集合A里存在分割線待定的曲面塊，則選擇與其邊緣連接長度最大的鄰近曲面塊的分割線作為此待定曲面塊的分割線；

步驟2.4，根據步驟2.2和步驟2.3獲得的分割線對直升機導向器進行分割，對于每個分割后的子區域進行曲面展開，生成展開后的2D分割圖像作為激光沖擊分片。

2.根據權利要求1所述的直升機導向器激光沖擊光束干涉控制方法，其特征在于，步驟1中，獲取直升機導向器的立體數據的子步驟為：

利用深度傳感器采集得到直升機導向器的立體數據。

3.根據權利要求1所述的直升機導向器激光沖擊光束干涉控制方法，其特征在于，步驟3中，根據激光沖擊分片設計激光行進軌跡的子步驟為：

步驟3.1，根據工件的材料特性，確定激光沖擊的光斑形狀和尺寸，搭接率，基準功率；

步驟3.2，依次選擇激光沖擊分片中每個分片的幾何中心點作為基準點；

步驟3.3，針對每個基準點進行計算，獲得激光沖擊角度，以此角度作為這個分片的激光沖擊角度；

步驟3.4，根據Bounding Box法或者A*算法生成分片內激光沖擊路徑，激光沖擊路徑為螺旋形路徑，開始點為分片內的幾何中心點；

步驟3.5，在完成一個分片的激光沖擊強化后，機械手臂控制激光頭移動至下一個分片的幾何中心點，調整角度和功率，開始激光沖擊；

步驟3.6，重復步驟3.2到步驟3.5獲得激光行進軌跡。