[发明专利]发动机管道最小间距测量方法

说明书

本发明公开的发动机管道最小间距测量方法，属于发动机管道测量领域。本发明实现方法为：对点云数据进行管道数据划分，得到每根管道的扫描数据；判断每条管道分别在坐标轴三个方向上的分布长度，在分布最长的坐标轴方向上构造等间隔栅格，将管道点云数据划分到对应的隔栅格中，计算管道趋势线数据；构造垂直平面获取管道截面线数据；拟合计算管道中心线数据；遍历计算两条管道中心线数据的最小间距，中心线数据的最小间距减去两条管道的半径值即得到两条管道表面的最小间距，实现发动机管道最小间距非接触测量。本发明能够减小噪声点和单点测量不确定度对计算测量结果的影响，测量结果受工人影响的问题。本发明具有鲁棒性好和测量效率高的优点。

技术领域

本发明涉及发动机管道最小间距测量方法，尤其发动机管道中心线数据提取测量方法，属于发动机管道测量领域。

背景技术

航空发动机管路是指通过管道将发动机各部件、各附件进行连接，并输送发动机运行、控制、操纵等功能所需要的各种流体的系统。一台典型的航空发动机通常包含200多根管道，所有管道敷设在内机匣与短舱之间的有限回转空间内，同时，管路还需满足力学、振动等多种工程要求，这使得管路层叠交错，形状复杂。HB20123.4-2012中规定航空发动机管路的敷设要保证管路之间，管路与相邻附件之间最小间隙满足设计要求。管道最小间距的保证可以防止发动机运行过程中管路与飞机结构、其它管路、紧固件发生摩擦，同时也避免管道间产生共振。因此，发动机管道最小间距是保证发动机正常运行的重要因素之一。

针对发动机管道最小间隙的检测，传统的测量方法是工人使用塞尺，在目视最小间距位置上测量间距是否满足要求。这种方法虽然满足发动机管路间距检测准确度的要求，但存在测量效率低，测量结果受工人影响的问题，因此，无法满足高效、准确检测的要求。随着非接触测量原理的成熟和三维扫描测量设备的快速发展，管路半径及管路中心线等特征参数信息可通过非接触的方式获取，并通过计算获取管道最小间距。现阶段获取管路特征参数的方法为图像特征识别结合三维测量原理：首先通过相机拍摄管路二维图像，在对图像进行降噪和二值化处理后，提取管路的边缘像素点和中心线像素点，然后基于三角交汇原理[9]计算管路边缘及管路中心线的三维点数据，最后通过对管路边缘数据进行圆柱拟合得到管道直径。该方法计算的管路中心线数据是基于中心线在两台相机中所成像获得的。所以，计算结果受像素提取准确度和图像匹配准确度的影响，而这两个过程都易受到图像噪点的影响。

发明内容

与现阶段常用的图像特征识别结合三维测量的方法相比，本发明公开的发动机管道最小间距测量方法要解决的技术问题是：实现发动机管道最小间距非接触测量，能够减小噪声点和单点测量不确定度对计算测量结果的影响，测量结果受工人影响的问题。本发明具有鲁棒性好和测量效率高的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的发动机管道最小间距测量方法实现方法为：对点云数据进行管道数据划分，得到每根管道的扫描数据；判断每条管道分别在坐标轴三个方向上的分布长度，在分布最长的坐标轴方向上构造等间隔栅格，将管道点云数据划分到对应的隔栅格中，并计算管道趋势线数据；基于趋势线数据构造垂直平面，获取管道截面线数据；基于获取的管道截面线数据拟合计算管道中心线数据；采用遍历法计算两条管道中心线数据的最小间距，中心线数据的最小间距减去两条管道的半径值即得到两条管道表面的最小间距，即实现发动机管道最小间距非接触测量。

本发明公开的发动机管道最小间距测量方法，包括如下步骤：

步骤一：对点云数据进行管道数据划分，得到每根管道的扫描数据；

步骤二：判断每条管道分别在坐标轴三个方向上的分布长度，在分布最长的坐标轴方向上构造等间隔栅格，将管道点云数据划分到对应的隔栅格中，并计算管道趋势线数据；

步骤2.1：判断每条管道分别在X、Y、Z方向上的分布长度，在分布最长的坐标轴方向上构造等间隔栅格；