[发明专利]基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法及装置

说明书

本发明属于内型面重建技术领域，具体涉及一种基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法及装置。一种基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法，包括以下步骤：1)利用线激光位移传感器采集固体火箭发动机内表面的位移值，利用D‑H矩阵将采集到的数据转换为固体火箭发动机内型面三维点云数据；2)设待检测的固体火箭发动机的设计半径为R，采用基于半径R的均值滤波方法对内型面三维点云数据进行精简；3)对精简后的固体火箭发动机内型面三维点云数据利用三角网生长算法进行三角网格面重建。本发明用线激光位移传感器进行全面扫描，利用激光抗干扰性强、稳定性高、传播速度快的优点，实现了对固体火箭发动机内表面高精度高效率的测量。

技术领域

本发明属于内型面重建技术领域，具体涉及一种基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法及装置。

背景技术

固体火箭发动机是以固体化学推进剂作为动力来源的推进装置，被广泛应用于国防军工、航天航空等领域，固体火箭发动机作为当今最常用的武器及航天器推进机构，主要由大体积的燃烧室、小体积的喷管、燃烧室内部的推进药剂以及点火装置构成，在完成最终装配前，各个部分是分离的，其产品质量的好坏直接关系着装配的成败。针对此种情况，重建固体火箭发动机的内型面来观察其质量的好坏是必要的。固体火箭发动机内型面的尺寸检测项目十分繁杂，针对固体火箭发动机内腔测量过程中的不可接触，不可污染的硬性要求，接触式测量法不适合本次测量，因为接触式测量法是通过传感器与被测物体直接接触或间接接触来测量的，这种方法的缺陷是传感器与被测物体接触时，可能会使物体表面产生磨损，从而造成测量的不精确；非接触式的超声波测量法需要借助传输媒介的检测方式，即在检测时借助耦合剂使得超声波更好的进入被测工件内部，需用耦合剂充填满探头和被测物表面之间的空隙，以保证充分的声耦合，如有污垢等杂质会严重影响测量精度，不适用于该项数据采集。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法及装置。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种基于激光点云的固体火箭发动机内型面重建方法，包括以下步骤：

1)、利用线激光位移传感器采集固体火箭发动机内表面的位移值，利用D-H矩阵将线激光位移传感器采集到的数据转换为固体火箭发动机内型面三维点云数据；

2)、设待检测的固体火箭发动机的设计半径为R，采用基于半径R的均值滤波方法对固体火箭发动机内型面三维点云数据进行精简；

3)、对精简后的固体火箭发动机内型面三维点云数据利用三角网生长算法进行三角网格面重建。

进一步，所述步骤1)利用线激光位移传感器采集固体火箭发动机内表面的位移值，利用D-H矩阵将线激光位移传感器采集到的数据转换为固体火箭发动机内型面三维点云数据，具体步骤为：结合线激光位移传感器沿固体火箭发动机轴线的运动以及固体火箭发动机自身的旋转运动，等间隔采集固体火箭发动机内表面的位移值，将线激光位移传感器采集到的数据进行D-H建模，可得D-H矩阵：

将线激光位移传感器采集到的数据分别与D-H矩阵相乘，从而将线激光位移传感器采集到的数据转换成三维点云坐标，最终将线激光位移传感器采集到的数据转换为固体火箭发动机内型面三维点云数据。