面向飞机大部件的数字化测量站位规划方法

发布时间：2017-09-24 11:42

  本文关键词：面向飞机大部件的数字化测量站位规划方法

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【摘要】：国内外航空制造企业已广泛使用激光跟踪仪、激光雷达等大尺寸测量仪器对飞机大部件的关键特征进行测量。测量仪器的站位规划是数字化测量实施的首个步骤,站位位置的合适与否直接影响着测量效率和测量精度。传统的测量站位设置是通过操作者的经验确定具体位置,遇到测量光路遮挡的情况往往通过反复试探的方式获得站位位置,测量效率偏低,难以满足现代飞机高效的测量需求。针对飞机数字化测量中仪器的站位布设问题,本文以便携式的大尺寸数字化测量仪器为研究对象,从可达性出发,研究一种基于飞机大部件检测模型的测量仪器站位规划方法,实现测量站位的快速确定。本文的主要研究内容如下:(1)构建测量仪器模型和检测特征模型。根据不同的检测要求分析激光跟踪仪、激光雷达测量的特点,研究不同仪器的自动化测量方案要点,并建立相应的检测特征模型。(2)研究无工装遮挡下的测量站位规划方法。借助K-means聚类划分的思想,以特征点分布和入射角大小为划分条件,对特征点进行自动聚类划分,得到初始站位位置。(3)研究有工装遮挡下的测量站位规划方法。运用可达性检测和网格化搜索方法,在初始站位位置附近进行干涉检查,筛选出较优的站位位置,实现站位无干涉布设。(4)开发站位规划仿真分析软件。在三维环境下对测量站位进行可视化验证,实现了检测特征提取和离散模块、特征划分模块、可达性仿真和搜索模块、报告输出模块等功能。
【关键词】：飞机部件 数字化测量 站位规划 可达性
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V262
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 大尺寸测量国内外应用现状13-16
• 1.2.2 测量站位规划国内外研究现状16-17
• 1.3 飞机大部件数字化测量规划方案17-19
• 1.4 论文主要研究内容和结构19-22
• 1.4.1 论文主要研究内容19-20
• 1.4.2 论文章节安排20-22
• 第二章 面向飞机大部件的测量模型构建22-35
• 2.1 引言22
• 2.2 激光跟踪仪单元模型构建与测试22-25
• 2.2.1 激光跟踪仪目标点计算模型22-25
• 2.2.2 激光跟踪仪目标点模型测试25
• 2.3 激光雷达仿真模型单元25-31
• 2.3.1 激光雷达目标点计算模型25-28
• 2.3.2 激光雷达目标点模型测试28-29
• 2.3.3 激光雷达入射角精度分析29-31
• 2.4 测量对象特征模型构建31-34
• 2.4.1 检测特征提取31-32
• 2.4.2 检测特征离散32-33
• 2.4.3 检测特征离散构建实例33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 面向飞机大部件的测量站位规划方法35-50
• 3.1 引言35
• 3.2 站位规划原则与步骤35-36
• 3.2.1 站位规划原则35
• 3.2.2 站位规划步骤35-36
• 3.3 无工装遮挡的测量站位规划方法36-42
• 3.3.1 特征聚类划分方法36-39
• 3.3.2 算法适用条件39-40
• 3.3.3 算法验证40-42
• 3.4 有工装遮挡的测量站位规划方法42-49
• 3.4.1 激光可达性检测方法43-45
• 3.4.2 站位网格化搜索方法45-47
• 3.4.3 站位规划实例47-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 面向飞机大部件的站位规划软件实现50-61
• 4.1 引言50
• 4.2 开发平台和开发工具50-51
• 4.2.1 开发平台50
• 4.2.2 开发工具50-51
• 4.3 系统框架及软件运行流程架构51-54
• 4.3.1 系统总体框架51-52
• 4.3.2 系统功能架构52-53
• 4.3.3 软件运行流程53-54
• 4.4 软件功能实现54-60
• 4.4.1 检测特征规划模块功能实现54-55
• 4.4.2 特征划分模块实现55-56
• 4.4.3 站位特征分配模块56-57
• 4.4.4 可达性仿真和站位网格化搜索模块功能实现57-58
• 4.4.5 特征校验模块功能实现58-59
• 4.4.6 报告输出模块功能实现59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 总结与展望61-63
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文68

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本文编号：911226