[发明专利]一种涡轮叶片气膜孔三维点云获取方法及系统

说明书

本发明公开了一种涡轮叶片气膜孔三维点云获取方法及系统，使用设备获得气膜孔的变焦显微序列图像，并对所有序列图像采用基于双滤波的图像去雾和边缘保留方法去除图像噪声并提升图像区域亮度；利用聚焦评价方法对气膜孔的变焦图像序列进行聚焦评价计算，获取气膜孔序列图像每个像素点的聚焦评价曲线并利用基于平缓区阈值的极大值筛选方法初步确定像素点聚焦极大值所在区域；根据每个像素点的聚焦评价曲线，使用基于高斯分布标准差的自适应截断方法获取准确的像素点聚焦极大值，最终获得气膜孔三维形貌；本发明方法测量精度高，速度快，可实现诸如气膜孔等异形孔的表面及内壁测量。

技术领域

本发明属于航空发动机检测技术领域，具体涉及一种涡轮叶片气膜孔三维点云获取方法及系统。

背景技术

气膜孔是提升航空发动机可靠性及叶片耐高温性能的必要结构，气膜孔的孔径大小、轴线方向、空间分布、形状特征必须严格符合其设计要求。变焦显微测量作为一种新颖的光学形貌测量方法，具有效率高、无损伤、可探测微型孔内部特征等特点，因此基于变焦显微图像序列的气膜孔特征检测算法能够对气膜孔进行高精度的质量检测。

变焦显微测量技术分为图像预处理、图像序列聚焦评价、三维模型重构等环节，目前国内一些科研机构正致力于该技术的研究，已有的研究工作较多针对常见的零部件微观表面的聚焦评价和三维重构，针对气膜孔类高陡度微小特征的光路设计及点云提取方法则未见研究。

三维点云获取方法是气膜孔测量的关键问题，获取点云的数量和质量会影响气膜孔几何参数评价的准确性，获取点云的速度会影响气膜孔批量检测的实际效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种涡轮叶片气膜孔三维点云获取方法及系统，用于解决气膜孔类高陡度复杂微小特征的点云提取方法的技术问题。

本发明采用以下技术方案：

一种涡轮叶片气膜孔三维点云获取方法，包括以下步骤：

S1、获取气膜孔变焦显微序列图像，对气膜孔变焦显微序列图像进行高斯模糊去雾操作，使用边缘保留方法去除气膜孔变焦显微序列图像的噪声并提升图像区域亮度；

S2、利用梯度聚焦评价方法对步骤S1得到的气膜孔变焦图像序列图像进行聚焦评价计算，获取气膜孔变焦序列图像中每个像素点的聚焦评价曲线，利用基于平缓区阈值的极大值筛选方法初步确定像素点聚焦极大值所在区域；

S3、根据步骤S2得到的每个像素点的聚焦评价曲线和初步确定像素点聚焦极大值所在区域，使用基于高斯分布标准差的自适应截断方法求取准确的像素点聚焦极大值，最终获得气膜孔三维点云。

具体的，步骤S1具体为：

S101、将气膜孔序列图像建立为雾图形成模型并求全球大气光成分A；

S102、对步骤S101得到的雾图形成模型的暗原色先验图I^d(x,y)做高斯滤波得到高斯滤波之后的图像并做差求取绝对值B(x,y)；

S103、考虑约束条件0≤G(x,y)≤I^d(x,y)，并计算大气光幕G(x,y)；

S104、根据步骤S103得到的G(x,y)计算J(x,y)，获得去雾后的气膜孔图像序列；

S105、对步骤S104去雾后的气膜孔图像序列施加引导图像为本身图像的引导滤波，进行边缘保留的滤波操作。

进一步的，步骤S101中，雾图形成模型如下：

I(x,y)＝J(x,y)t(x,y)+A(1-t(x,y))