本申请公开了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；利用截面数据进行直线拟合，得到目标直线；调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线；根据目标直线和目标曲线得出发动机叶片前缘的几何外形。本方法利用标准型的二次有理bezier曲线模型能够更准确地拟合出表示发动机叶片前缘的几何外形的目标曲线，因此能够相对减小拟合出的图形与实际的bezier曲线形的发动机叶片前缘的几何图形之间的误差，提高检测发动机叶片的性能的准确性。本申请还公开了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
【技术实现步骤摘要】
一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及介质
本专利技术涉及发动机领域，特别涉及一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及计算机可读存储介质。
技术介绍
在现代航空领域中，航空发动机作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能，体现出飞机的可靠性及经济性，而涡轮叶片的质量与性能又对航空发动机的性能有重大影响。随着对航空发动机的研究持续不断地深入，发动机叶片作为航空发动机关键部件之一，其作用是实现能量高效转换，其几何外形直接影响航空发动机的整体性能。发动机叶片可分为前缘、后缘、叶盆以及叶背四个部分，其中，发动机叶片前缘的形状对整个发动机叶片的气动性能有非常大的影响。随着技术的发展进步，为了提高航空发动机的流动特性和气动性能，目前多使用非圆弧形的叶片前缘，如bezier曲线形代替了传统的圆弧形的叶片前缘。为了精准获取发动机叶片的结构状态，保持发动机的正常运行以及确保飞机的安全，需要对叶片前缘的几何外形进行拟合。根据拟合出的几何形态，对叶片前缘的结构进行分析。而现有技术中，只有针对圆弧形状的叶片前缘的拟合方法，当叶片前缘部分是非圆弧时，若依然使用圆弧形状的叶片前缘的拟合方法，将产生较大的误差，最终影响检测叶片前缘的集合形状的精度、稳定性。因此，如何提高针对bezier曲线形的叶片前缘的几何外形的拟合程度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，能够提高针对bezier曲线形的叶片前缘的几何外形的拟合程度；本专利技术的另一目的是提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，包括：获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。优选地，所述调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线具体包括：根据所述截面数据确定出所述目标直线与所述目标曲线的分界点，并将所述分界点设置为所述目标曲线的第一顶点P0；根据所述截面数据确定出所述目标曲线的第二顶点P2；根据所述第二顶点P2得出与所述目标曲线相切的参考直线，并根据所述目标直线和所述参考直线的交点确定出所述目标曲线的控制点P1；确定出所述目标曲线的目标控制参数；根据所述第一顶点P0、所述第二顶点P2、所述控制点P1以及所述目标控制参数，并结合所述标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得到所述目标曲线。优选地，所述目标控制参数的确定方法具体包括：根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线；分别计算所述截面数据对应的各检测点到各所述曲线的距离平方和；比较多个所述距离平方和中值最小的目标距离平方和，并得出与所述目标距离平方和对应的目标控制参数。优选地，所述根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线具体为：在所述取值范围内，根据二分法依次确定出多个所述控制参数，并根据各所述控制参数迭代计算出对应的曲线。优选地，所述利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线具体包括：通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离；其中，计算所述第一距离的公式为：δi＝α*ri+β*ci+γ；δi表示第i个所述检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，(ri,ci)表示第i个所述检测点的所述截面数据；利用拉格朗日乘数法计算出迭代过程中使得所有的检测点的第一距离的平方和为最小值时对应的目标α、目标β和目标γ；其中，最小化的计算公式为：ε2＝∑δi2-λ(α2+β2-1)*n；ε2表示所有的检测点与对应的直线的黑塞范式的第一距离的平方和，所述拉格朗日乘数法的约束条件为α2+β2＝1；n表示所述检测点的总数，λ表示拉格朗日乘子；根据所述目标α、所述目标β和所述目标γ以及所述直线的黑塞范式，得出所述目标直线。优选地，在所述通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离之后，进一步包括：为每个所述检测点设置对应的权重；对应的，最小化的计算公式为：ε2＝∑ω(δi)*δi2-λ(α2+β2-1)*n；其中，ω(δi)表示第i个所述检测点的权重，τ为削波因数，表示更新权重的阈值，优选地，所述获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据具体包括：利用三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，得到三维数据；将所述三维数据转换为所述发动机叶片的三维轮廓图像；根据所述三维轮廓图像提取所述发动机叶片前缘的图形截面，并得出对应的截面数据。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，包括：获取模块，用于获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；第一拟合模块，用于利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；第二拟合模块，用于调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；设置模块，用于根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。为解决上述技术问题，本专利技术还提供另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。本专利技术实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据，并调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线，然后将得出的目标曲线与拟合出的目标直线相结合，得出发动机叶片前缘的几何外形。由于目前的发动机叶片前缘多采用bezier曲线，因此相较于现有技术中利用圆弧模型来拟合发动机叶片前缘的几何外形的方法，本方法利用标准型的二次有理bezier曲线模型能够更准确地拟合出表示发动机叶片前缘的几何外形的目标曲线，因此能够相对减小拟合出的图形与实际的bezier曲线形的发动机叶片前缘的几何图形之间的误差，提高检测发动机叶片的性能的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图；图3为标准型的二次有理bezier曲线模型中第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，其特征在于，包括：获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。
【技术特征摘要】
1.一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，其特征在于，包括：获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线具体包括：根据所述截面数据确定出所述目标直线与所述目标曲线的分界点，并将所述分界点设置为所述目标曲线的第一顶点P0；根据所述截面数据确定出所述目标曲线的第二顶点P2；根据所述第二顶点P2得出与所述目标曲线相切的参考直线，并根据所述目标直线和所述参考直线的交点确定出所述目标曲线的控制点P1；确定出所述目标曲线的目标控制参数；根据所述第一顶点P0、所述第二顶点P2、所述控制点P1以及所述目标控制参数，并结合所述标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得到所述目标曲线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标控制参数的确定方法具体包括：根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线；分别计算所述截面数据对应的各检测点到各所述曲线的距离平方和；比较多个所述距离平方和中值最小的目标距离平方和，并得出与所述目标距离平方和对应的目标控制参数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线具体为：在所述取值范围内，根据二分法依次确定出多个所述控制参数，并根据各所述控制参数迭代计算出对应的曲线。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线具体包括：通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离；其中，计算所述第一距离的公式为：δi＝α*ri+β*ci+γ；δi表示第i个所述检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，(ri,ci)表示第i个所述检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹海广，周延周，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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