[发明专利]一种发动机推力线测量方法

摘要

本发明涉及一种发动机推力线测量方法，该方法包括1)获得全局坐标系下的发动机喷管内表面点云数据；2)对所述点云数据进行预采样；3)提取发动机喷管口端面边线的点数据；4)基于步骤3)中提取的点数据，进行发动机喷管口端面的平面拟合，将发动机喷管口端面的法矢作为推力线指向的初值；5)基于步骤3)中提取的点数据，进行最小二乘球面拟合，将所要拟合球面的球心约束在步骤4)所拟合的发动机喷管口端面上；求解拟合球面的球心；根据球心和发动机喷管口端面的法矢得到发动机推力线。本发明的方法具有较快的效率和较高的自动化程度，并得到高可靠性、高精度的发动机推力线。

主权项

一种发动机推力线测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)获得全局坐标系下的发动机喷管内表面点云数据；2)通过最小二乘法拟合点云数据中各点处的切平面，计算各点处切平面拟合过程中的平面拟合残差的中误差，设定中误差阈值，比较所述中误差与中误差阈值，提取发动机喷管口端面边线的点数据；3)基于步骤2)中提取的点数据，进行发动机喷管口端面的平面拟合，将拟合得到的发动机喷管口端面的法矢n＝(a,b,c)作为推力线的方向矢量；4)基于步骤2)中提取的点数据，进行最小二乘球面拟合，并将所要拟合球面的球心约束在步骤3)所拟合的发动机喷管口端面上，得到拟合球面的球心(x0,y0,z0)，根据球心(x0,y0,z0)和法矢n＝(a,b,c)得到发动机推力线；对得到的发动机推力线进行修正，具体修正方法为：根据步骤2)中点云数据中各点处的切平面，计算各点处表面法矢，通过使各点处表面法矢与初始推力线构成的异面直线之间距离的平方相加，构造关于(x0,y0,z0,a,b,c)的目标函数，求解使目标函数值最小的变量改正系数(δx0,δy0,δz0,δa,δb,δc)，实现对发动机推力线的方向矢量n＝(a,b,c)及球心(x0,y0,z0)进行平差修正，得到修正后的发动机推力线。