[发明专利]适用于飞机大部件的蒙皮端面的位置度检测方法

说明书

本发明公开了一种适用于飞机大部件的蒙皮端面的位置度检测方法，包括以下步骤：建立蒙皮的数学模型，从而得到蒙皮端面的模型坐标以及沿着蒙皮的数学模型端面的边缘线；利用激光雷达沿着边缘线对蒙皮端面进行扫描，得到有关蒙皮端面的点云数据；以沿着蒙皮端面周向的相邻点之间的预定距离，将有关蒙皮端面的点云数据划分成多簇纵向点云数据；从每簇纵向点云数据中提取位于蒙皮端面上的数据并将其拟合成一条直线，由此得到多条拟合的直线，确定每条直线的中点；根据拟合的直线中点的坐标，利用激光雷达测量蒙皮端面上对应于该中点的点的实际坐标；比较多条拟合直线中点的实际坐标和模型坐标，从而得到蒙皮端面位置度。

技术领域

本发明属于数字化测量领域，具体涉及一种适用于飞机大部件的蒙皮端面的位置度检测方法。

背景技术

在飞机大部件下架进行质量终检时，需要针对大部件的蒙皮端面位置度进行检测。其中，位置度是表示零件上的点、线、面等要素相对其理想位置的准确状况，包括点的位置度、线的位置度和面的位置度，位置度公差是被测要素的实际位置相对于理想位置所允许的最大变动量。具体到蒙皮端面，在检测时，需要测量端面上的点的实际坐标，并与其数学模型的理论坐标值进行比较，根据二者的差值得到蒙皮端面位置度。

传统方法使用激光跟踪仪检测，属于接触式检测，需要人为将反射球接触在蒙皮端面上，由于常规大部件蒙皮的端面厚度在1mm-3mm间，人为摆放反射球至蒙皮端面上操作难度大，效率非常低。而使用激光雷达检测，属于非接触式检测，需要依靠人眼目视的方法，将激光雷达的光线移动至蒙皮端面上，由于蒙皮端面薄，人眼驱动激光瞄准目标耗时大，部分高处的蒙皮，由于观察视角不理想，无法准确瞄准。若直接利用激光雷达视觉扫描功能，获取蒙皮端面边界点云时，点云的离散性大，无法直接使用，因此难以准确评价蒙皮端面位置度。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出一种适用于飞机大部件的蒙皮端面的位置度检测方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种适用于飞机大部件的蒙皮端面的位置度检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：建立蒙皮的数学模型，从而得到蒙皮端面的模型坐标以及沿着蒙皮的数学模型端面的边缘线；

步骤二：利用激光雷达沿着所述边缘线对蒙皮端面进行扫描，得到有关蒙皮端面的点云数据；

步骤三：以沿着蒙皮端面周向的相邻点之间的预定距离，将有关蒙皮端面的点云数据划分成多簇纵向点云数据，每簇所述纵向点云数据包含位于蒙皮端面上的数据和在垂直于蒙皮端面的纵向方向上的数据；

步骤四：从每簇所述纵向点云数据中提取位于蒙皮端面上的数据并将其拟合成一条直线，由此得到多条拟合的直线，确定每条直线的中点；

步骤五：根据拟合的直线中点的坐标，利用激光雷达测量蒙皮端面上对应于该中点的点的实际坐标；

步骤六：比较多条拟合直线中点的实际坐标和模型坐标，从而得到蒙皮端面位置度。根据本发明的方法简单、步骤少、易于实现，可以全自动化完成，成本低，测量精度高，大大提升了检测的质量和效率。

根据本发明的一种实施方式，所述方法还包括：在利用激光雷达对蒙皮端面进行扫描之前，建立测量坐标系，并将所述测量坐标系与蒙皮的数学模型坐标系对齐。根据本实施方式的方法，坐标对齐消除了坐标系之间的差异和转换，便于后续整个过程的快速实现。

根据本发明的一种实施方式，利用工具球将所述测量坐标系与蒙皮的数学模型坐标系对齐。根据本实施方式的方法，工具球的使用可以简单、高精度地完成坐标系对齐。