專利名稱：一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法。
背景技術(shù)：
自動鉆鉚技術(shù)主要應(yīng)用于飛機壁板類部件的加工。其中，壁板鉆孔法向精度直接影響飛機的氣動外形乃至部件結(jié)構(gòu)的安全性能，其技術(shù)關(guān)鍵在于如何利用壁板上有限個測量點確定鉆孔點處的法矢?，F(xiàn)有的法矢求解方法一般是在待測點周圍選擇一些臨近測量點，然后根據(jù)這些點的測量值在其附近的拓?fù)湫螤畈捎闷矫?、曲線或曲面擬合來計算，如 Ruey-Tsung Lee 等在文獻 Calculation of the unit normal vector using the cross-curve moving mask method for probe radius compensation of a freeform surface measurement (Measurement, pp469_478, 2010 (43))中提出的 9 點 3X3 非標(biāo)準(zhǔn)二次貝齊爾曲面法及5點、9點非標(biāo)準(zhǔn)二次貝齊爾曲線插值法，Daoshan OuYang等在文獻 On the normal vector estimation for point cloud data from smooth surface (Computer-Aided Design, pp 1071-1079, 2005 (37))中提出的點云估方法，易傳云等在文獻“數(shù)字化曲面的法矢求解”(華中科技大學(xué)學(xué)報，pp49-51,2002,30(8))中提出的累加弦長三次參數(shù)樣條法等，這些曲線、曲面擬合法可以獲得比較好的擬合效果，對任意空間曲面法矢求解精度高，普適性較強，但對壁板類曲面法矢的求解計算較為復(fù)雜，且上述方法求解法矢需要獲得實際曲面上的大量測量點。求解效率方面，如秦現(xiàn)生等在文獻“大型壁板數(shù)控鉆鉚的三點快速調(diào)平算法”(航空學(xué)報，ppl455-1460，2007，2W6))中提出的3點快速調(diào)平法數(shù)據(jù)采集量小，計算效率高，適用于求解大尺寸小曲率曲面法矢，但求解大曲度壁板法矢精度偏低。此外，上述方法測量點的選取固定，測量點間距不隨壁板曲面的變化而改變，并且測量點的選取規(guī)則往往依據(jù)經(jīng)驗，與壁板曲面的理論數(shù)學(xué)模型脫離聯(lián)系，使理論數(shù)學(xué)模型在引導(dǎo)測量曲面法矢方面失去應(yīng)用作用。雖然在實際生產(chǎn)過程中壁板變形導(dǎo)致其實際外形與理論數(shù)學(xué)模型存在偏差，但仍可將理論數(shù)學(xué)模型包含的相關(guān)數(shù)學(xué)特征信息作為搜尋測量點的依據(jù)，提高法矢求解精度。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法，依據(jù)壁板理論數(shù)學(xué)模型利用等曲率積分法自適應(yīng)搜尋測量點，對測量點插值出兩條三次B樣曲線以確定曲面法矢。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法，其特征在于包括以下步驟步驟I :根據(jù)壁板理論數(shù)學(xué)模型提取待測點Ptl的空間坐標(biāo)、P0點所在壁板表面的曲面方程r(u，w)、以及過Ptl點的展向曲線方程rp(u)和過Ptl點的弦向曲線方程rp (w)；步驟2 :以Ptl點為起點，沿Ptl周圍的M、N、E、F四個方向按照步長h分別進行采樣， 其中M、N向為Ptl兩側(cè)沿著展向向外的方向，E、F向為Ptl兩側(cè)沿著弦向向外的方向；采樣得到有序點集{風(fēng).K!。、·Κ·Κ1。，其中η為采樣點數(shù)，且60mm彡nh彡IOOmm ;步驟3 :分別計算有序點集
權(quán)利要求
1. 一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 :根據(jù)壁板理論數(shù)學(xué)模型提取待測點Po的空間坐標(biāo)、Po點所在壁板表面的曲面 方程r(u，w)、以及過匕點的展向曲線方程rp(u)和過匕點的弦向曲線方程rp(w)；步驟2 :以P。點為起點，沿Pc)周圍的M、N、E、F四個方向按照步長h分別進行采樣，其 中M、N向為匕兩側(cè)沿著展向向外的方向，E、F向為匕兩側(cè)沿著弦向向外的方向；采樣得到 有序點集{風(fēng).}；1。，其中n為采樣點數(shù)，且60mm≤nh≤100mm ;步驟3 :分別計算有序點集{1;}；1。、{#;}；1。、{￡；}；1。、{0；1。上每點處的曲率
全文摘要
本發(fā)明提出一種變間距自適應(yīng)搜尋測量點的飛機壁板法矢確定方法，依據(jù)壁板理論數(shù)學(xué)模型利用等曲率積分法自適應(yīng)搜尋測量點，對測量點插值出兩條三次B樣曲線以確定曲面法矢。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明方法利用了壁板曲面的理論數(shù)學(xué)模型提供的有益數(shù)學(xué)參數(shù)，采用等曲率積分法搜尋測量點可保證隨曲線曲率的增大密化測量點，隨曲線曲率的減小疏化測量點，通過優(yōu)化測量點位的分布提高了壁板曲面的法矢求解精度，求解結(jié)果可用于引導(dǎo)自動鉆鉚設(shè)備對壁板進行制孔與鉚接，并可用于分析估計壁板變形，作為檢測壁板外形的依據(jù)，對于保障飛機壁板加工質(zhì)量有重要意義。
文檔編號G01B21/20GK102607484SQ20121008366
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者余劍峰, 唐文斌, 徐佳加, 王理, 肖鴻, 辛博 申請人:西北工業(yè)大學(xué)