基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法技术

一种基于线激光测量的飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，用于在使用线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙时辅助判断飞机蒙皮对缝类型，其特征在于包括以下步骤：1)以蒙皮对缝尺寸、对缝外形、是否存在倒角或圆角为依据，将飞机蒙皮对缝划分为多种结构类型；2)根据对缝结构的不同，以光条端点及其邻域作为表达元素，构建6种对缝表达模型，以此作为蒙皮对缝阶差和间隙解算时的输入信息。本发明专利技术的优点在于：1)对飞机蒙皮对缝结构进行梳理与分类，提出了不同类型对缝特征表达方法，总结了多种常见对缝在使用结构光测量时的特征表达模型；2)能够为基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差间隙提供现实依据，提高线激光测量系统的应用范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法


[0001]本专利技术涉及一种图像处理技术，尤其是一种二维图像处理或三维图形产生技术，具体地说是一种基于线激光测量的飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法。

技术介绍

[0002]蒙皮对缝阶差与间隙大量存在于飞机表面，是评价飞机表面平滑度的主要指标，对缝阶差与间隙测量是飞机气动外缘偏差检查的工作内容之一。线结构光测量方法具有非接触、精度高、实时性等优点，能够克服传统方法存在测量结果误差大、应用范围有限等问题，是飞机蒙皮对缝测量领域的发展方向之一。
[0003]蒙皮对缝边缘存在多种结构，线激光与不同结构蒙皮对缝干涉后产生的光条图案也不尽相同。在计算蒙皮对缝阶差和间隙时，如果针对不同结构蒙皮对缝采用相同的计算方式，无法真实体现飞机蒙皮对缝阶差和间隙值，将极大地影响对缝测量结果。针对蒙皮对缝结构多样化的现状，在充分梳理飞机蒙皮常见对缝结构的基础上对其进行分类，总结结构光光条与多种结构蒙皮对缝干涉后形成的外形信息，根据不同的光条信息构建相应的对缝特征表达模型，实测时根据对缝处光条采用相应的对缝表达方法。
[0004]本专利技术提出基于对缝线激光特征点及其邻域的蒙皮阶差与间隙表达模型，将光条端点附近的对缝特征代入模型，以克服端点信息在表示阶与差间隙的局限性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于线激光测量的飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，包括以下步骤：
[0007]S1、以蒙皮对缝尺寸、蒙皮对缝外形、蒙皮对缝是否存在倒角或圆角为依据，将飞机蒙皮对缝划分为多种对缝结构类型；
[0008]S2、根据对缝结构的不同，以光条端点及光条端点邻域作为表达元素，构建对缝表达模型，作为蒙皮对缝阶差和间隙解算时的输入信息。
[0009]优选地，步骤S1在对飞机蒙皮对缝进行结构分类因素：对缝尺寸大小、对缝曲率是否光顺以及对缝是否存在倒角或圆角。
[0010]优选地，步骤S1在对飞机蒙皮对缝进行结构分类因素：对缝尺寸大小划分为间隙是否大于一定尺寸δ、对缝曲率是否光顺以及对缝是否存在倒角或圆角。
[0011]优选地，所述步骤S2中的对缝表达模型采用特征点与特征区域的模型，通过特征点与特征区域的模型采用不同的对缝特征表达方法。
[0012]优选地，所述步骤S2中的对缝表达模型包括三类：
[0013]S2.1、蒙皮边缘为直角的对缝表达模型，主要信息包括线激光光条端点及其偏置点，其中偏置距离为5个像素，曲线光条偏置点的计算方法是光条端点或曲率突变点沿切向偏置；
[0014]S2.2、蒙皮边缘存在倒角的对缝表达模型，主要信息包括光条端点、曲率突变点及
其偏置点，偏置距离设置为5个像素，曲率可通过计算与前后像素的坐标差分获得，在倒角边缘处，曲率发生明显变化。
[0015]S2.3、蒙皮边缘为圆角的对缝表达模型，主要的特征点信息包括光条端点、曲率突变点及其偏置点；圆角边缘对缝表达模型中增加圆角区域信息，用于后续构造蒙皮对缝间隙，将圆角区域的像素点全部包含于表达模型中；其中蒙皮边缘倒角与圆角判断根据光条断点与曲率突变点之间光条曲率进行区分，在该区域设置采样点，判断各采样点之间曲率变化，圆角区域曲率波动高于倒角区域。
[0016]优选地，S2.1中，端点的识别方法为：图像处理后依据目标像素邻域内灰度非零像素个数来判断识别。
附图说明
[0017]图1是本专利技术流程示意图；
[0018]图2是常见的飞机蒙皮对缝结构简图；
[0019]图3是直角边缘对缝表达模型；
[0020]图4是倒角边缘对缝表达模型；
[0021]图5是圆角边缘对缝表达模型。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0023]一种基于线激光测量的飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，包括以下步骤：
[0024]S1、以蒙皮对缝尺寸、对缝外形、是否存在倒角或圆角为依据，将飞机蒙皮对缝划分为多种结构类型，如图1所示；
[0025]S2、根据对缝结构的不同，以光条端点及其邻域作为表达元素，构建6种对缝表达模型，以此作为蒙皮对缝阶差和间隙解算时的输入信息。
[0026]步骤S1在对飞机蒙皮对缝进行结构分类是考虑三方面因素：对缝尺寸大小、对缝曲率是否光顺以及是否存在倒角或圆角，更具体的，对缝尺寸划分为间隙是否大于一定尺寸δ、对缝处曲率是否光顺、对缝是否存在倒角或圆角。以此划分的依据是对缝尺寸影响光条被分割为两段或三段，需要根据识别到的光条端点个数对光条端点采取不同的排序方法，以提取可用于计算对缝阶差和间隙的光条像素；对缝处局部曲率对光条的影响体现在不同计算方式可能导致对缝阶差和间隙值不同；蒙皮边缘是否存在倒角或圆角影响对缝阶差和间隙计算是否偏大或偏小。
[0027]步骤S1中的多种结构类型包括以下12种：
[0028][0029]其中：尺寸(“1”表示间隙小于δ，“0”表示间隙大于δ)；是否光顺(“1”表示对缝处曲率光顺，“0”表示对缝处曲率不光顺)；是否存在倒角(“1”表示存在倒角，“0”表示不存在倒角)；是否存在圆角(“1”表示存在圆角，“0”表示不存在圆角)。
[0030]步骤S2中的对缝表达模型采用“特征点+特征区域”的思想，设计不同的对缝特征表达方法。
[0031]步骤S2中的对缝表达模型包括三类：
[0032]S2.1、蒙皮边缘为直角的对缝表达模型，如图2所示，主要信息包括线激光光条端点及其偏置点，其中偏置距离为5个像素，曲线光条偏置点的计算方法是光条端点或曲率突变点沿切向偏置。端点的识别可在图像处理(去噪、分割、中心提取)后依据目标像素邻域内灰度非零像素个数来判断；
[0033]S2.2、蒙皮边缘存在倒角的对缝表达模型，如图3所示，主要信息包括光条端点、曲率突变点及其偏置点，偏置距离设置为5个像素，端点的识别与直角边缘对缝类似，曲率可通过计算与前后像素的坐标差分获得，在倒角边缘处，曲率发生明显变化。
[0034]S2.3、蒙皮边缘为圆角的对缝表达模型，如图4所示，主要的特征点信息包括光条端点、曲率突变点及其偏置点。圆角边缘对缝表达模型中增加圆角区域信息，用于后续构造蒙皮对缝间隙，在将圆角区域的像素点全部包含于表达模型中。其中蒙皮边缘倒角与圆角判断根据光条断点与曲率突变点之间光条曲率进行区分，在该区域设置采样点，判断各采样点之间曲率变化，圆角区域曲率波动要高于倒角区域。
[0035]以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以蒙皮对缝尺寸、蒙皮对缝外形、蒙皮对缝是否存在倒角或圆角为依据，将飞机蒙皮对缝划分为多种对缝结构类型；S2、根据对缝结构的不同，以光条端点及光条端点邻域作为表达元素，构建对缝表达模型，作为蒙皮对缝阶差和间隙解算时的输入信息。2.根据权利要求1所述的一种基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，其特征在于，步骤S1在对飞机蒙皮对缝进行结构分类因素：对缝尺寸大小、对缝曲率是否光顺以及对缝是否存在倒角或圆角。3.根据权利要求2所述的一种基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，其特征在于，步骤S1在对飞机蒙皮对缝进行结构分类因素：对缝尺寸大小划分为间隙是否大于一定尺寸δ、对缝曲率是否光顺以及对缝是否存在倒角或圆角。4.根据权利要求3所述的一种基于线激光测量飞机蒙皮对缝阶差和间隙模型表达方法，其特征在于，所述步骤S2中的对缝表达模型采用特征点与特征区域的模型，通过特征点与特征区域的模型采用不同的对缝特征表达方法。5.根据权利要求4所述的一种基于线激光测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李根，李泷杲，黄翔，楼佩煌，宋允辉，
申请(专利权)人：南京航空航天大学苏州研究院，
类型：发明
国别省市：