[发明专利]基于叶片局部前缘曲线特征标定转动中心的方法

说明书

本发明公开了一种基于叶片局部前缘曲线特征标定转动中心的方法，该方法通过获取转动前后两次叶片局部前缘曲线特征，并根据两次叶片局部前缘曲线特征中的极大值求解出形心坐标，再根据形心坐标求解出转动中心，实现转动中心坐标标定，与现有技术的点标定方法，曲线标定的结果更加准确，更符合真实的转动中心，并将该方法应用于叶片截面曲线特征检测中，叶片的检测结果也更加精确。

技术领域

本发明属于叶片检测领域，具体涉及一种基于叶片局部前缘曲线特征标定转动中心的方法。

背景技术

叶片作为航空发动机、燃机、汽轮机等设备中的关键零部件，承担着将热能转化为机械能的重要任务，叶片的形状及质量直接影响整机的能量转换效率和使用寿命。叶片因其截面为不规则曲面且每个截面高度的型线轮廓不相同给叶片检测工作增加了难度。

中国发明专利201911267259.1公开了一种基于线结构光叶片检测方法，该方法公开了利用叶片前缘轮廓在截面上存在极大值的特征实现对转台中心的标定，该方法虽然解决现有技术需要标定球传递产生的误差，但是其利用两点之间可近似为切线来标定转台中心，本身就存在一定的误差，并且该方法存在一定的局限性，仅适用于前缘轮廓的曲率半径较小的叶片。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于叶片局部前缘曲线特征标定转动中心的方法，该方法利用叶片前缘曲线特征对转台中心进行标定，不仅适用范围更广，且对叶片检测的精度更高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术特征：

基于叶片局部前缘曲线特征标定转动中心的方法，包括如下步骤：

(1)将叶片放置于转台面上，并调整线结构光传感器的位姿，使线结构光传感器的激光面与叶片的前缘曲线特征相交，线结构光传感器采集当前叶片前缘曲线特征的轮廓数据选取轮廓数据V₁中的极大值V_1m，沿V_1m左、右两侧各取n个数据点构成叶片局部前缘曲线特征数据集v₁＝[V_1m-n … V_1m … V_1m+n]_1×(2n+1)；

(2)保持线结构光传感器的位姿不变，转动转台后线结构光传感器的激光面依然与叶片的前缘曲线特征相交，且转动角度θ为1°～3°，采集此时前缘曲线特征的轮廓数据先选取轮廓数据V₂中的极大值V_2m，并在极大值V_2m附近查找步骤(1)中的极大值V_1m对应点V_2m-r，沿V_2m左、右两侧各取c个参考点V_2m-r∈[V_2m-c … V_2m … V_2m+c]_1×(2c+1)，并以V_2m-r左、右两侧n个数据点构成叶片局部前缘曲线特征的轮廓数据集v_2m-r＝[V_(2m-r)-n …V_2m-r … V_(2m-r)+n]_1×(2n+1)；

(3)计算出叶片局部前缘曲线特征的轮廓数据集v₁和v_2m-r的协方差矩阵，并根据所述协方差矩阵求解特征向量和特征值，再根据特征向量和特征值建立极大值V_1m和V_2m-r的匹配函数M；

式中，为数据集v₁协方差矩阵的特征值；为数据集v₁协方差矩阵的特征向量；为数据集v_2m-r协方差矩阵的特征值；为数据集v_2m-r协方差矩阵的特征向量；为转动矩阵；