[发明专利]一种飞机大范围表面质量检测方法

说明书

本发明涉及航空制造表面质量检测技术领域，特别是涉及一种飞机大范围表面质量检测方法，包括搭建系统，线激光器运动，所有相机同时计算其可见激光线的长度，依据公共可见激光线最长的两台相机的内外部参数和拍摄到的激光线图像，该激光线进行实时三维重建，并转换到统一的坐标系下，对比获取的三维数据和被测物的三维模型，找出数据缺失的区域，移动线激光器扫描该区域，重复上述三维重建步骤，直至获取完整数据。通过本方法，能有效解决受运动机构精度影响，全局精度差的问题。

技术领域

本发明涉及航空制造表面质量检测技术领域，特别是涉及一种飞机大范围表面质量检测方法。

背景技术

航空零部件以及飞机整机尺寸较大，为了对航空大部件或飞机整机进行基于图像的表面质量检测，需要移动式的图像采集装置，或由大量相机组成的固定式图像采集装置。移动式图像采集装置其整体精度受到运动机构精度的影响。

双相机拍摄同一条激光线可重建其三维数据，通过扫掠可以产生一个形面的三维数据，即激光扫描三维测量方法。在使用双相机进行线激光三维测量时，无需对激光平面进行标定，因此对激光器的位置也没有精确要求。因此采用大量相机组成的固定式图像采集装置相较于移动式的图像采集装置具有更好的适应性。

但对大范围的表面进行扫描，如对飞机整机进行扫描时，由于单个相机的视野限制，需要布设大量相机才能覆盖全部区域，相机数量大量增加时，数据传输的带宽需求也大量增加，例如对于千万像素级的灰度相机，每张图片数据量就高达10MB，若以每秒30帧的速率采集，需要300MB/s的带宽，仅30台相机组成的系统就需要万兆网络的支持，若相机数量继续增加，带宽需求将难以满足。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种飞机大范围表面质量检测方法，能有效解决受运动机构精度影响，全局精度差的问题，并有效降低整个系统的数据传输带宽需求。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种飞机大范围表面质量检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，搭建大范围多相机表面质量检测系统，其包含多个位置固定的相机，所有相机视野的集合能够覆盖被测物表面，且被测物表面任意一点均对至少两台相机可见；

步骤2，对多相机进行排序，确保相邻序号的相机之间有足够大的公共视野，最后一个序号的相机和第一个序号的相机之间有足够大的公共视野；

步骤3，标定全部相机的内外部参数；

步骤4，以运动机构带动线激光器绕被测物运动，向被测物表面投线激光，遍历被测物全部表面；

步骤5，在运动过程中，所有相机同时计算其可见激光线的长度，公共可见激光线最长的两台相机，依据其内外部参数和拍摄到的激光线图像，对该激光线进行实时三维重建，并根据全部相机的内外部参数，将三维数据转换到统一的坐标系下；

步骤6，当公共可见激光线最长的两台相机发生变化时，由新一组公共可见激光线最长的两台相机接替进行计算，同样将三维数据转换到统一的坐标系下；

步骤7，对比获取的三维数据和被测物的三维模型，找出数据缺失的区域，移动线激光器扫描该区域，重复上述三维重建步骤，直至获取完整数据。

所述步骤5中所有相机同时计算其可见激光线的长度，具体指：对相机i设置亮度阈值，对图像进行二值化，使激光线所呈图像位置的像素为1，其余位置像素为0，计算为1的像素连通域的最长径L_i，并将L_i反馈给控制系统。

所述最长径L_i的计算方法具体还包括：绘制连通域的外接矩形，矩形的四边分别与连通域四个方向的最突出点相切，以矩形中心为旋转中心旋转矩形，并在旋转过程中保持四边相切的约束，在此过程中持续计算矩形长边的长度，最长的矩形长边长度即为L_i。