[发明专利]一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法

说明书

本发明公开了一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法，具体包括以下步骤：S1.扫描路径规划：针对单个待测零件，进行扫描路径规划,实现零件实测数据的自动获取；S2.模型转换：将步骤S1得到的单个零件的实测数据，进行模型转换，对齐实测数据和理论数模；S3.零件特征提取及特征处理：进行零件特征提取，计算零件相应指标，对比数模实现零件质量分析以及关键指标评价。本发明解决了现有技术中无法对零件质量进行自动精确快速分析的问题，从而实现数字化指标评估。

技术领域

本发明涉及飞机航空零件测量技术领域，具体而言涉及一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法。

背景技术

随着航空工业的发展，飞机产品的精度要求越来越高。基于三维激光扫描的测量技术已经在航空工业得到广泛的应用，占有及其重要的地位。现有的基于三维激光扫描的测量方法大都由人工完成，人工扫描速度不一致，耗时大，无法实时查找出扫描的缺陷，导致测量效率低、扫描的零件点云精度低，进而影响测量结果。研究基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法，对缩短产品生命周期、提高制造精度、降低制造成本有着极为重要的意义。

三维激光扫描技术已经在航空工业得到了广泛的应用：利用激光技术和逆向工程修复叶轮；基于三维激光扫描检测零件的典型特征等。同时，扫描路径规划也被国内外研究人员大量研究。本发明基于三维激光扫描技术，结合扫描路径规划方法，提出了一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法，解决了现有技术中无法对零件质量进行自动精确快速分析的问题，从而实现数字化指标评估。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法来解决现有技术中无法对零件质量进行自动精确快速分析的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种基于三维激光扫描的航空零件自动快速测量方法，其创新点在于，具体包括以下步骤：

S1.扫描路径规划：针对单个待测零件，进行扫描路径规划,实现零件实测数据的自动获取；

S2.模型转换：将步骤S1得到的单个零件的实测数据，进行模型转换，对齐实测数据和理论数模；

S3.零件特征提取及特征处理：进行零件实测数据特征提取，计算零件相应指标，对比数模特征指标实现零件质量分析以及关键指标评价。

进一步的，所述步骤S1中，针对单个待测零件，进行扫描路径规划具体包括以下步骤：

(1)对于单个零件，获取零件点云数模；

(2)基于零件数模，拟合零件各项特征；

(3)设计扫描路径优化方程，实现扫描路径规划。

进一步的，所述步骤(2)中的拟合零件各项特征步骤具体包括：

A.针对数模点云上的每一点，构建其邻域点集的协方差矩阵，进行SVD分解，从而求解出该点的法矢；

B.基于霍夫检测方法，对数模进行各项特征拟合，包括主法矢和主轴。

进一步的，所述步骤(3)中规划扫描路径的过程包括以下步骤：

A.选取零件表面尺度最大的特征作为初始位置；

B.基于特征对零件进行分区，每个分区内使用行切法，根据不同零件分区设置不同的扫描参数，生成连续的扫描路径；

C.对连续的扫描路径进行离散化处理，获得若干离散的点坐标；

D.结合点云法矢信息，利用离散的3D点生成6D的路径点；

E.确定6D路径点的连接顺序，规划路径，进行碰撞检测，完成扫描路径规划；