[发明专利]航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，其特征在于，包括：

S1：获取叶片顶端截面的二值图像BW，对所述二值图像BW进行反转，获得反转后的二值图像BW0，提取所述反转后的二值图像BW0的骨架Frame；

S2：通过轮廓偏置法对所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame进行计算，获得初步的熔覆路径；

S3：对所述初步的熔覆路径进行裁剪，获得裁剪后的熔覆路径；

S4：对所述裁剪后的熔覆路径进行修补，获得修补后的熔覆路径；

S5：通过等高弦法对所述修补后的熔覆路径进行计算，获得激光熔覆路径规划图。

2.根据权利要求1所述的航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，其特征在于：

所述二值图像BW中，黑色部分表示实体部分，白色部分表示非实体部分；

所述反转后的二值图像BW0中，黑色部分表示非实体部分，白色部分表示实体部分；

通过骨架提取算法对所述反转后的二值图像进行提取，获得反转后的骨架Frame。

3.根据权利要求1所述的航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，其特征在于，步骤S2具体为：

S21：将所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame放入计算矩阵的中央，所述计算矩阵的行列大小皆为二值图像BW的两倍；输入激光光斑半径R；

S22：将所述骨架Frame的宽度膨胀至R，获得膨胀后的骨架BW1；

S23：获取所述膨胀后的骨架BW1的边界集合B0，将所述边界集合B0储存到路径Path{}中作为各层路径；

S24：将所述边界集合B0中各边界的宽度膨胀至R，获得第二次膨胀后的骨架BW2，获取所述第二次膨胀后的骨架BW2的边界集合B1；

S25：填充所述反转后的二值图像BW0和所述第二次膨胀后的骨架BW2的黑色部分，获取填充后的BW0的白色部分和填充后的BW2的白色部分；

S26：若所述边界集合B1中的外边界不与所述反转后的二值图像BW0的外边界相交，且填充后的BW2的白色部分的面积大于填充后的BW0的白色部分，则将路径Path{}作为所述初步的熔覆路径，结束流程；

否则，将所述边界集合B1中各边界的宽度膨胀至R后作为新的边界集合B0，返回步骤S23。

4.根据权利要求1所述的航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，其特征在于，步骤S3具体为：

S31：获取激光光斑半径R，将所述二值图像BW的白色部分的边界膨胀至2R，获得二值图像DW；将所述二值图像DW进行反转获得裁剪范围EW；

S32：将路径Path{}中所有边界的左上角的点作为各裁剪后的熔覆路径的起始点；将每层路径的外边界逆时针储存于临时矩阵B中，将每层路径的内边界顺时针存入临时矩阵B中；

S33：将临时矩阵B中的像素点与裁剪范围EW进行比对；若像素点在裁剪范围EW中则保留，否则将像素点删除；

S34：将完成像素点剔除后的临时矩阵B中的各像素点连接，获得裁剪后的熔覆路径，将所述裁剪后的熔覆路径存入路径Path1{}中。

5.根据权利要求1所述的航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划方法，其特征在于，步骤S4具体为：

S41：获取裁剪范围EW，提取所述裁剪范围EW的边界集合B2，将边界集合B2中所有边界的左上角的点作为起始点，将外边界逆时针储存于临时矩阵C中，将内边界顺时针存入临时矩阵C中；

S42：将临时矩阵C中的各像素点存入路径Path1{}中，获得所述修补后的熔覆路径。

6.一种航空发动机叶片顶端的激光熔覆路径规划系统，其特征在于，包括：

骨架提取模块，用于获取叶片顶端截面的二值图像BW，对所述二值图像BW进行反转，获得反转后的二值图像BW0，提取所述反转后的二值图像BW0的骨架Frame；

初步的熔覆路径获取模块，用于通过轮廓偏置法对所述反转后的二值图像BW0和所述骨架Frame进行计算，获得初步的熔覆路径；

裁剪路径模块，用于对所述初步的熔覆路径进行裁剪，获得裁剪后的熔覆路径；

修补路径模块，用于对所述裁剪后的熔覆路径进行修补，获得修补后的熔覆路径；

激光熔覆路径规划图获取模块，用于通过等高弦法对所述修补后的熔覆路径进行计算，获得激光熔覆路径规划图。