专利名称：一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法
技术领域：
本发明涉及测量检测技术领域，具体为一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法。
背景技术：
自动钻铆技术主要应用于飞机壁板类部件的加工。其中，壁板钻孔法向精度直接影响飞机的气动外形乃至部件结构的安全性能，其技术关键在于如何利用壁板上有限个测量点确定钻孔点处的法矢。现有的法矢求解方法一般是在待测点周围选择一些临近测量点，然后根据这些点的测量值在其附近的拓扑形状采用平面、曲线或曲面拟合来计算，如 Ruey-Tsung Lee 等在文献 Calculation of the unit normal vector using the cross-curve moving mask method for probe radius compensation of a freeform surface measurement (Measurement, pp469_478, 2010 (43))中提出的 9 点 3X3 非标准二次贝齐尔曲面法及5点、9点非标准二次贝齐尔曲线插值法，Daoshan OuYang等在文献 On the normal vector estimation for point cloud data from smooth surface (Computer-Aided Design, pp 1071-1079, 2005 (37))中提出的点云估方法，易传云等在文献“数字化曲面的法矢求解”(华中科技大学学报，pp49-51,2002,30(8))中提出的累加弦长三次参数样条法等，这些曲线、曲面拟合法可以获得比较好的拟合效果，对任意空间曲面法矢求解精度高，普适性较强，但对壁板类曲面法矢的求解计算较为复杂，且上述方法求解法矢需要获得实际曲面上的大量测量点。求解效率方面，如秦现生等在文献“大型壁板数控钻铆的三点快速调平算法”(航空学报，ppl455-1460，2007，2W6))中提出的3点快速调平法数据采集量小，计算效率高，适用于求解大尺寸小曲率曲面法矢，但求解大曲度壁板法矢精度偏低。此外，上述方法测量点的选取固定，测量点间距不随壁板曲面的变化而改变，并且测量点的选取规则往往依据经验，与壁板曲面的理论数学模型脱离联系，使理论数学模型在引导测量曲面法矢方面失去应用作用。虽然在实际生产过程中壁板变形导致其实际外形与理论数学模型存在偏差，但仍可将理论数学模型包含的相关数学特征信息作为搜寻测量点的依据，提高法矢求解精度。
发明内容
要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法，依据壁板理论数学模型利用等曲率积分法自适应搜寻测量点，对测量点插值出两条三次B样曲线以确定曲面法矢。技术方案本发明的技术方案为所述一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法，其特征在于包括以下步骤步骤I :根据壁板理论数学模型提取待测点Ptl的空间坐标、P0点所在壁板表面的曲面方程r(u，w)、以及过Ptl点的展向曲线方程rp(u)和过Ptl点的弦向曲线方程rp (w)；步骤2 :以Ptl点为起点，沿Ptl周围的M、N、E、F四个方向按照步长h分别进行采样， 其中M、N向为Ptl两侧沿着展向向外的方向，E、F向为Ptl两侧沿着弦向向外的方向；采样得到有序点集{风.K!。、·Κ·Κ1。，其中η为采样点数，且60mm彡nh彡IOOmm ;步骤3 :分别计算有序点集
权利要求
1. 一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 :根据壁板理论数学模型提取待测点Po的空间坐标、Po点所在壁板表面的曲面 方程r(u，w)、以及过匕点的展向曲线方程rp(u)和过匕点的弦向曲线方程rp(w)；步骤2 :以P。点为起点，沿Pc)周围的M、N、E、F四个方向按照步长h分别进行采样，其 中M、N向为匕两侧沿着展向向外的方向，E、F向为匕两侧沿着弦向向外的方向；采样得到 有序点集{风.}；1。，其中n为采样点数，且60mm≤nh≤100mm ;步骤3 :分别计算有序点集{1;}；1。、{#;}；1。、{￡；}；1。、{0；1。上每点处的曲率
全文摘要
本发明提出一种变间距自适应搜寻测量点的飞机壁板法矢确定方法，依据壁板理论数学模型利用等曲率积分法自适应搜寻测量点，对测量点插值出两条三次B样曲线以确定曲面法矢。与现有方法相比，本发明方法利用了壁板曲面的理论数学模型提供的有益数学参数，采用等曲率积分法搜寻测量点可保证随曲线曲率的增大密化测量点，随曲线曲率的减小疏化测量点，通过优化测量点位的分布提高了壁板曲面的法矢求解精度，求解结果可用于引导自动钻铆设备对壁板进行制孔与铆接，并可用于分析估计壁板变形，作为检测壁板外形的依据，对于保障飞机壁板加工质量有重要意义。
文档编号G01B21/20GK102607484SQ20121008366
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者余剑峰, 唐文斌, 徐佳加, 王理, 肖鸿, 辛博 申请人:西北工业大学