基于線結(jié)構(gòu)光的航空發(fā)動機葉片三維形貌測量技術(shù)研究.pdf

1、葉片是航空發(fā)動機內(nèi)部的一種重要組成零件，若要確保航空發(fā)動機在工作期間安全運轉(zhuǎn)，就必須保證葉片具有高質(zhì)量、高性能以及高壽命。近年來，因發(fā)動機葉片斷裂導致的航空飛行事故屢有發(fā)生，葉片斷裂又被稱為航空發(fā)動機事故的“第一殺手”。葉片是一類具有典型自由曲面的零件，它自身的質(zhì)量、性能以及使用壽命完全由其表面形狀決定。因此，針對其表面三維形貌檢測的研究就顯得極其重要。目前在航空發(fā)動機葉片表面三維測量領域，國內(nèi)外學者做了大量實驗研究，提出了許多的解決措

2、施，并且針對不同類型葉片的測量都具有其獨特的優(yōu)勢，然而就當前航空工業(yè)領域的高精度、高功效、自動化、價格低廉等要求而言，這些措施還難以同時實現(xiàn)。所以，探索一系列能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、低成本、高精度、高效率的航空發(fā)動機葉片三維測量方法是當前的研究熱點。
　　本文針對航空發(fā)動機葉片表面三維形貌測量，提出了一種基于線結(jié)構(gòu)光的三維掃描測量方法，并且進行了深入研究與探討。第一，分析了線結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)的原理，建立了線結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)模型，并在該

3、模型的基礎上設計了一套線結(jié)構(gòu)光三維掃描測量系統(tǒng)。第二，深入研究了系統(tǒng)標定技術(shù)，采用張氏二維相機標定法標定相機內(nèi)外參數(shù)，采用基于自由移動二維標靶的交比不變法標定線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)。第三，研究了一種降低航空發(fā)動機葉片表面高光反射的多項式擬合法，詳細分析了影響激光條紋圖像質(zhì)量的各種干擾因素，并提出解決方法。第四，提出了一種基于幾何中心法和高斯分解的改進hessian矩陣激光條紋中心提取方法，利用幾何中心法提取激光條紋圖像每行的左右邊界

4、位置，將原始hessian矩陣中的二維高斯卷積運算分解為兩個相乘的一維高斯卷積運算，并構(gòu)造新的hessian矩陣準確提取激光條紋中心。第五，利用本文設計的線結(jié)構(gòu)光三維掃描測量系統(tǒng)進行航空發(fā)動機葉片表面三維形貌測量實驗，分析了實驗結(jié)果及誤差，并在此基礎上設計了一套航空發(fā)動機葉片三維檢測儀器的機械結(jié)構(gòu)模型。
　　本文以線結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)為原理，提出了測量航空發(fā)動機葉片表面三維形貌的方法，并進行了實驗研究，結(jié)果表明該方法能有效測量航空