[发明专利]一种叶轮的水约束层与激光冲击轨迹的联动方法及系统

权利要求书

1.一种叶轮的水约束层与激光冲击轨迹的联动方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，获取叶轮的三维模型；

S200，生成三维模型表面的应力分布图；

S300，按照应力分布图对三维模型表面进行划分得到各个应力分布区；

S400，随机选取一个应力分布区或者选取位于三维模型最顶部的应力分布区作为起始区域，根据各个应力分布区的灰度值从起始区域开始生成激光冲击轨迹；

其中，在S400中，根据各个应力分布区的灰度值从起始区域开始生成激光冲击轨迹的方法包括以下步骤：

S401，设置变量i和j,初始化i和j的值为1，i取值范围为[1,N],N为应力分布区的数量；以p_i为第i个应力分布区；从起始区域p₁开始各个应力分布区按照与p₁几何中心点或者质心点的欧式距离从近到远进行排序，得到排好序的应力分布区集合P={p_i}；设置激光冲击轨迹序列D，序列D中的元素为像素A的坐标和像素B的坐标构成的二元组，表示从A到B的路径；

S402，搜索与p_i邻接的所有应力分布区，即与p_i有共同的边界的所有应力分布区，构成子集P1={p1_j}，P1中应力分布区数量为M；

S403，在p_i中依次遍历各个像素点与p1_j中所有的像素点匹配，如果发现p_i中存在像素点A与p1_j中的像素点B满足第一关系，则将A的坐标和B的坐标组合A,B加入轨迹点待选候选集合C中, A,B表示像素点A的坐标到像素点B的坐标的激光冲击轨迹，即A,B为坐标A到坐标B的路径；

所述第一关系包括以下条件：

(1)像素点A和像素点B为各自所在的应力分布区中最大应力平衡点组合；

最大应力平衡点组合的计算方法为：令像素点A的像素的坐标(xA,yA),像素点A为所在窗体A中各个像素点的最大像素值，令像素点B的像素的坐标(xB,yB),像素点B为所在窗体B中各个像素点的最大像素值，此时像素点A和像素点B即为各自所在的应力分布区中最大应力平衡点组合；行邻域范围和列邻域范围构成了窗体A和窗体B；所述窗体A的行邻域范围为[xA-HA,xA+HA]，列邻域范围为[yA-HA,yA+HA]；所述窗体B的行邻域范围为[xB-HB,xB+HB]，列邻域范围为[yB-HB,yB+HB]；HA的计算方法为像素点A的八邻域中的各个像素点的像素值的差值最大的两个像素点A1和A2，从A1开始往像素值增量最大的方向开始搜索如果下一个像素的像素值比当前像素的像素值小则标记该像素为目标A11；从A2开始往像素值增量最大的方向开始搜索如果下一个像素的像素值比当前像素的像素值小则标记该像素为目标A22；HA为A11和A22之间的欧式距离值；HB的计算方法为像素点B的八邻域中的各个像素点的像素值的差值最大的两个像素点B1和B2，从B1开始往像素值增量最大的方向开始搜索如果下一个像素的像素值比当前像素的像素值小则标记该像素为目标B11；从B2开始往像素值增量最大的方向开始搜索如果下一个像素的像素值比当前像素的像素值小则标记该像素为目标B22；HB为B11和B22之间的欧式距离值；

(2)像素点A和像素点B的像素值均大于各自所在的应力分布区中的像素均值；

(3)像素点A和像素点B的各自所在的应力分布区中的像素均值大于与该应力分布区邻接的所有应力分布区的像素均值；

S404，如果j＜M则将j的值增加1并转到步骤S403；当j≥M时，将j的值重置为1并转到步骤S405，

S405，如果p_i是起始区域则以轨迹点待选候选集合C中各个激光冲击轨迹中最短的轨迹为p_i中的轨迹，即像素点A的坐标到像素点B的坐标之间的距离最短的激光冲击轨迹为p_i中的轨迹A_i,B_i，A_i,B_i为坐标A_i到坐标B_i的路径；A_i为p_i中的像素点A的坐标，B_i为p_i中的像素点B的坐标；

如果p_i不是起始区域则判断集合C中各个激光冲击轨迹中最短的轨迹中像素点B所在的应力分布区的像素均值是否小于p_i的像素均值，如果小于则筛选除了像素点B所在的应力分布区的集合C中下一个激光冲击轨迹中最短的轨迹为p_i中的轨迹A_i,B_i；

将轨迹A_i,B_i加入到激光冲击轨迹序列D中；

S406，如果i＜N则将i的值增加1并转到步骤S402；当i≥N时,得到生成的激光冲击轨迹序列D，以D中的各个轨迹形成的路径作为轨迹激光冲击轨迹；

还包括，控制激光器和水龙头按照激光冲击轨迹进行移动，从而进行联动控制，在激光冲击的同时使水龙头喷射的水流形成水约束层。