Three dimensional digital speckle modeling method for damaged blade of aeroengine. It includes the establishment of a 3D digital injury blade of aeroengine speckle measurement system, binocular camera calibration, speckle measurement, production division, cyclotron measured speckle damage and image acquisition, a blade speckle matching, coordinates of each partition system space speckle 3D coordinate solution, global coordinates space speckle 3D coordinate solution, three-dimensional coordinate surface fitting and 3D digital modeling. The method of the invention can measure the three-dimensional feature of the damaged blade in a high-precision, high efficiency and non-contact field, and construct a three-dimensional space model. Its significance lies in the damage of leaf blade size parameters compared with the standard modeling, remanufacturing technology to repair the digital, which can shorten the repair cycle, reduce repair costs, reduce engine maintenance costs.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于双目视觉三维数字散斑测量
,特别是涉及一种航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法。
技术介绍
随着我国民航运输业的迅速发展,飞机航行安全问题受到越来越多的关注。统计资料表明,航空发动机作为飞机的最核心部件,其叶片在高温高压的恶劣环境下长时间工作很容易发生损伤,进而影响发动机的性能,由此埋下飞行安全隐患。国内相关航空机械制造装备行业起步较晚,作为发动机核心零件的叶片损伤后一般送到国外进行维修,因此费用高,耗时长,从而造成巨大的经济损失。因此,研究航空发动机损伤叶片测量造型新方法,能够减少国内损伤叶片修复费用,从而降低发动机维护成本。目前对于航空发动机叶片的测量技术通常分为两类。其一,基于单点测量及逐点测量的接触式测量方法,如标准样本法、自动绘图法和三坐标法等。其中标准样本法是用于叶片成品检测的方法,只能定性地检测零件是否合格,并且一个样板只对应于某叶片相应截面的一条型线,测量精度低、成本高;自动绘图测量法的仪器体积庞大且操作不方便,只适合于零件的抽检;三坐标法的测量精度高,但测量效率低,成本高,且无法获取叶片的整体三维形貌参数。其二,基于非接触式测量的方法,如光学投影法、光切法和结构光法等。光学投影测量法受客观因素影响较多,测量精度低,适合叶片半成品型面的检测;结构光法所采用的激光易被抛光后的叶片镜面反射,同时为了实现不同部位测量数据的拼接,该方法必须在被测叶片外部粘贴一定数量的编码标志点,这些都限制了该方法的实用性。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术的目的在于提供一种航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法。为了达到上述目的,本专 ...
【技术保护点】
一种航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法,其特征在于:所述的航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法包括按顺序进行的下列步骤:步骤1)建立航空发动机损伤叶片三维数字散斑测量系统:所述的系统包括测量旋转台(1)、两个摄像机(2)、同步频闪控制装置(3)和计算机(4);其中:测量旋转台(1)为放置待测散斑损伤叶片(5)的可控旋转平台;摄像机(2)为包含照明光源和摄像头的图像采集装置,两个摄像机(2)分别置于测量旋转台(1)两侧;同步频闪控制装置(3)为图像采集同步控制装置,分别与两个摄像机(2)相连接,用于实现两个摄像机(2)的图像同步采集;计算机(4)分别与两个摄像机(2)、测量旋转台(1)相连接,通过两个摄像机(2)采集待测散斑损伤叶片(5)的图像信息并进行处理;步骤2)双目摄像机标定:将上述系统中的左右两个摄像机(2)的主光轴的夹角设定为60°;根据双目立体视觉原理,对两个摄像机(2)进行系统标定,获取其内外参数,得到摄像机投影矩阵;步骤3)散斑制作:在待测损伤叶片的表面喷涂黑白哑光漆,形成三维随机空间散斑点,由此制成待测散斑损伤叶片(5);步骤4)测量分区:由测试人员将待测散斑损伤 ...
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法,其特征在于:所述的航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法包括按顺序进行的下列步骤:步骤1)建立航空发动机损伤叶片三维数字散斑测量系统:所述的系统包括测量旋转台(1)、两个摄像机(2)、同步频闪控制装置(3)和计算机(4);其中:测量旋转台(1)为放置待测散斑损伤叶片(5)的可控旋转平台;摄像机(2)为包含照明光源和摄像头的图像采集装置,两个摄像机(2)分别置于测量旋转台(1)两侧;同步频闪控制装置(3)为图像采集同步控制装置,分别与两个摄像机(2)相连接,用于实现两个摄像机(2)的图像同步采集;计算机(4)分别与两个摄像机(2)、测量旋转台(1)相连接,通过两个摄像机(2)采集待测散斑损伤叶片(5)的图像信息并进行处理;步骤2)双目摄像机标定:将上述系统中的左右两个摄像机(2)的主光轴的夹角设定为60°;根据双目立体视觉原理,对两个摄像机(2)进行系统标定,获取其内外参数,得到摄像机投影矩阵;步骤3)散斑制作:在待测损伤叶片的表面喷涂黑白哑光漆,形成三维随机空间散斑点,由此制成待测散斑损伤叶片(5);步骤4)测量分区:由测试人员将待测散斑损伤叶片(5)的表面划分成多个分区并排序,并且相邻分区间互有重叠;步骤5)回旋待测散斑损伤叶片并采集图像:将待测散斑损伤叶片(5)放置在航空发动机损伤叶片三维数字散斑测量系统的测量旋转台(1)上,并随受计算机(4)控制的测量旋转台(1)间歇性旋转;在计算机(4)的控制下,利用同步频闪控制装置(3)控制两个摄像机(2)依次同步采集待测散斑损伤叶片(5)上各个分区的图像,并传送给计算机(4);步骤6)同名散斑点匹配:计算机(4)基于外极线约束三维散斑网格单元匹配方法,根据左右两个摄像机(2)同一时刻采集的图像和外极线约束条件及散斑图像网格单元灰度相关条件,匹配出同一位姿时待测散斑损伤叶片(5)上空间散斑点的左像面上的目标散斑点在右像面上的同名散斑点;步骤7)各分区坐标系下空间散斑点三维坐标求解:根据步骤6)得到的左右像面上的同名散斑点,将像素坐标系转换成分区坐标系,求解出该分区内空间散斑点在该分区坐标系的三维空间坐标数据;重复步骤6)、7),求解出各分区坐标系下各自分区内空间散斑点的三维空间坐标数据;步骤8)全局坐标系下空间散斑点三维坐标求解:以第一分区的坐标系为全局坐标系,将其他分区坐标系转换为全局坐标系,通过相邻分区重叠标志点确定各分区坐标系与全局坐标系的映射关系,根据映射关系得到各分区在全局坐标系下的三维空间坐标数据,进而得到整个待测散斑损伤叶片5上所有空间散斑点在全局坐标系下的三维空间坐标数据;步骤9)三维空间坐标曲面拟合:结合叶盆面、叶背面、叶片型面边缘及损伤边界这些关键曲面精度要求及测量运算效率,在全局坐标系下利用待测散斑损伤叶片(5)上叶盆面、叶背面处空间散斑点的三维空间坐标数据进行九点二次曲面拟合,利用叶片型面边缘及损伤边界处空间散斑点的三维坐标数据进行五次多项式曲面拟合,由此获得这些关键曲面的三维空间坐标数据;步骤10)三维数字建模:根据步骤8)获得的空间散斑点的三维空间坐标数据以及步骤9)获得的关键曲面的三维空间坐标数据,由计算机(4)利用其内的三维数字建模程序建立起待测散斑损伤叶片(5)的三维数字模型。2.根据权利要求1所述的航空发动机损伤叶片三维数字散斑造型方法,其特征在于:在步骤1)中,所述的摄像机(2)采用...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴军,王志军,马凯,于之靖,王涛,程彬彬,王科平,王嘉伟,
申请(专利权)人:中国民航大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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