基于结构光扫描的航空发动机叶片三维检测技术研究

发布时间：2023-08-06 14:38

　　航空发动机涡轮叶片作为发动机的核心零件,其性能的优劣直接影响着发动机的空气动力性能以及使用寿命。为了最有效的利用发动机叶片的性能以及降低叶片的制造成本,在发动机叶片的使用规范中明确要求在一定工作时间段以后需要对整套发动机叶片进行拆卸检测。本课题在认真理解项目研制需求的基础上重点开展了结构光三维测量技术研究.本文主要完成如下研究工作:(1)分析了结构光三维测量技术的基本原理,对相位值求解和相位展开、系统标定方法、三维点云计算方法以及点云数据后期处理进行了详细的研究。(2)通过MATLAB仿真软件对四步相移求解算法、三频外差算法以及指数时间序列展开算法等相位解算过程进行了仿真模拟。采用MATLAB软件对点云交会精度进行了仿真分析,为硬件选型提供了可靠的理论模拟。(3)采用商用投影仪和百万像素相机搭建了结构光三维测量实验装置,对台阶形物体表面进行测量实验,获取了三维点云数据,验证四步相移光栅算法的相位主值求解过程、相位展开算法以及点云交会算法对于实际采集光栅图像的处理能力。(4)根据理论分析及前期试验结果选用工业投影仪及高性能相机镜头设计了首台三维扫描仪样机,采用该样机对航空发动机叶片进行了...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 航空发动机叶片三维测量的背景和意义
    1.2 叶片质量检测方法及发展现状
        1.2.1 标准样模法测量
        1.2.2 探针式测量
        1.2.3 摄影测量
        1.2.4 结构光测量
    1.3 结构光三维测量技术发展现状
    1.4 论文研究的主要内容
第二章 面结构光三维测量方法基本原理
    2.1 相位值求解
    2.2 系统标定
        2.2.1 相机标定方法
        2.2.2 投影仪标定方法
    2.3 点云解析生成
    2.4 点云处理
        2.4.1 点云预处理
        2.4.2 点云拼接
        2.4.3 几何估算
        2.4.4 边界提取
        2.4.5 模型比对
    2.5 本章小结
第三章 结构光三维测量仿真分析
    3.1 相位计算仿真分析
        3.1.1 三频外差方法
        3.1.2 时间序列方法
    3.2 三维测量误差分析
        3.2.1 三维测量模型
        3.2.2 误差分析
    3.3 本章小结
第四章 结构光三维测量实验
    4.1 结构光三维测量实验装置
        4.1.1 试验装置的搭建
        4.1.2 本实验过程选用器件主要性能参数如下
        4.1.3 试验系统标定
    4.2 结构光三维测量实验验证
        4.2.1 试验过程
        4.2.2 试验结果
    4.3 本章小结
第五章 基于结构光的航空发动机叶片三维检测实验
    5.1 叶片检测实验样机的搭建
        5.1.1 样机设备的主要硬件参数如下:
        5.1.2 样机系统标定
    5.2 航空发动机叶片三维检测测试
        5.2.1 叶片表面异物检测实验
        5.2.2 叶片边缘缺损检测实验
    5.3 本章小结
第六章 结束语
    6.1 论文的主要工作
    6.2 论文的创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：3839573