一种航空非标导管优化测量方法与流程

文档序号:31152147发布日期:2022-08-17 04:13阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:其具体步骤如下:s1、采集导管图像:利用表面贴有圆形标志点的靶标对整个测量系统标定,标定完成,确定好相机的内外参数后,采集导管图像;s2、提取折弯点:在导管上构建圆柱模型,通过相邻圆柱间的斜率变化关系,求解斜率极值点,确定折弯点位置;s3、修正折弯点:根据步骤s2中提取得到的折弯点位置,与现有管型中各折弯点位置进行匹配,将匹配找出新增的折弯点位置坐标对应替换原模型中该点坐标,修正后重新输出导管模型,优化后的导管模型会更符合导管的实际结构特征;s4、优化折弯半径:(1)拟合圆弧;(2)优化半径;s5、工艺优化:受弯管机的夹具长度影响,为准确复现导管,需对导管的直线段长度进行限制、修正,一般弯管机可加工长度需大于夹模长度。2.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s1在采集导管图像后,经过测量系统的初步采集、处理会获得导管的三维模型,再针对测量系统获得的导管模型进行优化、修正。3.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s2的具体步骤如下:a、圆柱模型轴线来表示管型,图中的两个折弯点中间虽有折弯段,但因为折弯段斜率变化很小,并没有被测量系统检测、识别为折弯点;b、相邻圆柱间的斜率变化关系可用两圆柱的轴线向量夹角表示:其中θ为两个圆柱的中心轴线向量的夹角,分别为圆柱s1和圆柱s2的中轴线的方向向量;c、通过比对导管上各个相邻圆柱间的夹角变化,得出导管斜率变化关系;d、对斜率曲线进行一阶微分处理,求解极值点,即为折弯点,手工校正工艺后的非标管,对斜率曲线设置阈值范围:θ∈(θ
min
,θ
max
)∪(θ
max
,∞),在两个阈值范围段分别求解斜率极值点,完成折弯点提取工作。4.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s3中发现原管型位置a1’为直线段上一点,a1为提取折弯点后该点位置,能够看出a1点应为折弯点。5.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s4的(1)拟合圆弧中,通过前面步骤确定管型折弯点特征,为非标管模型更好地匹配现有规格的弯管机工艺要求,需拟合、优化导管上各段的折弯半径,假定所有离散点可组成点集p,点集中所有点拟合圆,求解得到圆心o(a,b),半径为r,点集p中任一离散点p(x
i
,y
i
),其到拟合圆心o(a,b)的距离d,点p(x
i
,y
i
)到拟合圆弧距离为pd;利用最小二乘法原理,以点集p中所有点到圆弧距离最短为约束条件,定义距离函数为
pd长度的平方,具体如下:令q(a,b,c)为δ
i
的平方和:求解参数a,b,c,使得q(a,b,c)的值最小;为各离散点拟合的圆弧,圆心o,圆弧半径为r,圆的方程为:(x-a)2+(y-b)2=r2则:r2=x
2-2ax+a2+y
2-2by+b2令:a=-2ab=-2bc=a2+b
2-r2可得另一形式圆方程x2+y2+ax+by+c=0即求解参数a,b,c,可知半径r参数:即求解参数a,b,c,可知半径r参数:即求解参数a,b,c,可知半径r参数:结合q(a,b,c)最小的约束条件,求解上述a,b两个参数后,得到圆弧半径r。6.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s4的(2)优化半径中,拟合圆得到的各个折弯段圆弧r值并不相同,目前用于生产的折弯机折弯半径仅有部分固定规格,具体为:a、实际折弯半径r
x
≤工艺折弯半径r;b、实际折弯半径r
x
>工艺折弯半径r。7.根据权利要求6所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s4的(2)的a中,为保证生产,要求该折弯半径对应的折弯点坐标沿导管方向后迁移,所有实际折弯半径r
x
强制统一为与其数值最接近的工艺折弯半径r值。8.根据权利要求6所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s4的(2)的b中,如各实际折弯半径r
x
与工艺折弯半径r值基本一致或者相差不大,便直接将各个圆弧半径r统一记做折弯半径r;如两者差值较大,则需要根据两者数值间的偏移量,将拆分一个圆弧半径为多个小圆弧半径,增加折弯段,将圆弧段拆分成为两个对称的小圆弧段和一个直线段部分,两个小圆弧段的圆弧直径与折弯半径r相同。9.根据权利要求1所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:所述的步骤s5中需要选定检索方向,自选定一侧挨个检测两两折弯点间直线段的长度。
10.根据权利要求9所述的一种航空非标导管优化测量方法,其特征在于:如直线段长度≥夹模长度,则忽略跳过;如直线段长度<夹模长度,为满足加工要求,沿折弯点a、b的连线方向,寻找另外一点b’,即延长该段导管的直线段长度,使其能满足直线段长度≥夹模长度。

技术总结
本发明涉及对航空非标导管的测量方法领域,具体是一种航空非标导管优化测量方法,其具体步骤如下;S1、采集导管图像;S2、提取折弯点;S3、修正折弯点;S4、优化折弯半径;S5、工艺优化;通过大量实验数据验证,本发明提出的测量方法能够实现对航空导管弯曲段准确测量,为基于多相机测量系统的航空导管测量提供了关键技术支撑,为航空导管快速精确测量提供了技术途径。术途径。术途径。


技术研发人员:舒送 孙同明 吕澜君 范鑫 阚艳 张小辉 单奕萌
受保护的技术使用者:国营芜湖机械厂
技术研发日:2022.04.09
技术公布日:2022/8/16
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