[发明专利]基于互扭约束条件下的航空叶片积叠轴垂直度计算方法

摘要

本发明公开了一种基于扭曲约束条件下的航空叶片积叠轴垂直度计算方法，包括以下步骤：(1)用三坐标机测量待测叶片的多个截面，获取点云数据，并对叶片设计模型截取多个截面获取点云数据；(2)约束扭曲角度范围，对待测叶片截面和叶片设计模型截面进行拟合匹配得到旋转矩阵Ri和平移矩阵ti；(3)计算待测叶片截面和叶片设计模型截面拟合匹配过程中旋转的角度θsi以及平移的距离(txi,tyi)；(4)连接第一个截面的截面中心和最后一个截面的截面中心得到连线，计算其他各个截面的截面中心距离该连线的距离，得到垂直度。本发明通过引入基于扭曲约束的匹配方法，拟合匹配点云数据，能够解决叶片任意数量截面的弯扭曲以及积叠轴垂直度误差计算问题。

主权项

1.一种基于扭曲约束条件下的航空叶片积叠轴垂直度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用三坐标机测量待测叶片的多个截面，获取点云数据，将针对同一截面高度的点云数据归成一类，由此得到针对不同截面高度的各个截面的二维点云，并且分别记各个截面的点云中心为Oti(xti,yti)，该点云中心即为对应截面的截面中心，其中i＝1,2,3...n，n表示截面数量；按相同的各个截面相对高度分布，对叶片设计模型截取多个截面获取点云数据，将针对同一截面高度的点云数据归成一类，得到针对不同截面高度的各个截面的二维点云，并且分别记各个截面点云中心为Ori(xri,yri)，该点云中心即为对应截面的截面中心，其中i＝1,2,3...n；(2)将步骤(1)获得的所述待测叶片的点云数据和所述叶片设计模型的点云数据，约束扭曲角度范围θsi≤θmax对待测叶片截面和叶片设计模型截面进行拟合匹配，得到针对不同截面、且能够将待测叶片截面匹配到叶片设计模型截面的旋转矩阵Ri和平移矩阵ti，其中i＝1,2,3...n；θmax为预先设定的值；(3)完成对所述待测叶片截面进行的匹配运算，得到匹配后的待测叶片匹配截面，该待测叶片匹配截面的中心O′ti(xti,yti)满足O′ti(xti，yti)＝Ri·Oti(xti，yti)+ti，并且根据所述叶片设计模型的截面中心Ori(xri,yri)，计算所述步骤(2)中待测叶片截面和所述叶片设计模型截面拟合匹配过程中旋转的角度θsi以及平移的距离(txi,tyi)，其中i＝1，2，3...n；(4)针对所述待测叶片匹配截面，连接第一个截面的截面中心O′t1(xt1,yt1)和最后一个截面的截面中心O′tn(xtn,ytn)得到连线，记向量Lc＝(xtn‑xt1,ytn‑yt1)，计算其他各个截面的截面中心O′ti(xti,yti)距离该连线的距离dci＝|Sc×Sci1|/|Sc|，其中i＝2,3...(n‑1)，Sc表示所述向量Lc的方向向量，Sci1表示将第i个截面和第一个截面的截面中心分别相连所获得直线的方向向量；该第i个截面的垂直度hi满足hi＝dci，从而得出该待测叶片积叠轴垂直度。