基于线激光扫描的飞机表面锪窝孔参数提取方法

飞机表面孔的加工和检测仍是飞机自动化装配领域的一大瓶颈,主要有工程量大,材料复杂多样,精度要求高以及表面多为大型自由曲面等原因。为了实现飞机表面锪窝孔的非接触式自动化检测,首先分析实际工程中锪孔检测的难点,结合装配时的根本质量需求和接触式量规的测量原理,给出锪孔参数的评价标准;然后,借助窝深量规的测量原理,提出一种针对粗糙曲面工件的补偿模型及修正算法;最后,基于线激光三维扫描技术得到的点云数据及灰度图,综合运用点云库和计算机视觉等技术,提出一种飞机表面锪孔参数的高精度提取方法。通过多组试验,比较该方法测量结果与标准件及量规测量结果的差异,验证了该方法能够高效、准确地检测锪孔的相关参数。     

虚拟齿轮测量中心工件模型预处理算法研究

在虚拟齿轮测量中心对复杂模型进行测量时,存在大量碰撞检测数据,提出一种碰撞检测前对模型表面数据提前预处理的方法。该方法采用空间体素数据结构算法思想,使测头能够准确获得有可能发生碰撞的模型表面数据,相比于原有遍历式扫描检测算法,避免了频繁计算测头到模型各个三角面片的距离,提高了算法效率。结合开发的虚拟齿轮测量中心软件系统进行预处理算法的测试评估,通过试验验证了预处理算法的可行性和正确性,最终实现了工件模型预处理功能。     

飞机数字化设计工程数据管理技术研究

飞机设计过程中的工程数据管理及其具体内容，已成为实现数字化飞机设计的关键。结合飞机设计工程数据管理系统的开发，提出并描述了由集成文挡、产品结构和更改控制组成的飞机数字化产品模型，阐述了飞机设计工程数据管理系统的功能模型，重点讨论了系统中产品结构树的生成算法，最后提出了基于工程数据管理的数字化飞机并行设计过程模型。     

飞机装配准确度快速评价方法及典型应用

飞机大部件数字化对接中的装配准确度是指部件气动力外形准确度、部件内部组合件及零件的位置准确度和部件间相对位置的准确度。数字化测量模型的构建及数据的准确分析为装配准确度的评价提供了高效、可靠的新方法。在数字化测量环境下,通过构建飞机测量模型,将飞机装配相对位置准确度评价转化为计算飞机装配特征点之间的相对位置关系,从而实现孔、槽、型面、边缘等相对位置准确度关系评价。同时,基于工程实际对该方法的应用进行了分析。     

基于Open Cascade的飞机装配检测数据分析与可视化研究

三维数字化测量技术的高速发展使得混合设备多站位测量广泛应用于飞机装配检测中,而不同设备使用的数据处理软件不尽相同,难以实现测量数据的统一管理,为此构建飞机装配检测数据分析与可视化软件.面对繁杂的数据,针对其所属特征的特点展开数据分类,依据装配检测需求构建不同特征的数据可视化表达模型.为实现特征数据有效的组织和管理,基于...     

基于Metrascan与激光雷达融合的飞机外形数字化测量方法研究

为高精度、高效率地实现飞机数字化测量,提出了一种融合Metrascan和激光雷达这两种先进测量技术优势的数字化测量方法,以精度较高的激光雷达坐标系作为基准转换坐标系,提高了Metrascan的大尺寸测量精度。针对飞机外形特征及测量设备的不同性能,建立了飞机外形数字化测量模型,以及激光雷达与Metrascan检测不确定度模型,并结合激光雷达在实际测量中的可达性情况对测量网络的精度进行了仿真分析。最后通过对某型飞机的多次测量,验证了基于Metrascan与激光雷达融合的飞机外形数字化测量方法可高精度、高效率地实现飞机外形数字化测量。     

一种结构健康监测与载荷监控并行的方法研究

结构健康与载荷监控是飞机疲劳试验中两项重要的工作。试验中,利用一套测量系统,在相同的应变数据基础上,建立两种解算模型,对飞机进行结构健康监测与外载荷监控。相比以往的结构健康监测与载荷监控分别基于不同系统不同数据的技术手段,此方法减少了一套测量系统,降低了试验系统故障发生率与试验成本,具有一定的工程应用价值。     

新型燃油测量技术解析

根据现代飞机通用要求和相关军用标准的规定,提出了一套实现现代飞机燃油测量系统功能性能的具体方案。该方案的油量测量功能主要包括全机总油量测量、各油箱油量测量以及与航空电子系统的信息交换,满足了飞机燃油测量系统的各项功能需求。为达到现代飞机对燃油测量系统的高性能需求,分析了目前燃油测量系统精度较低的原因,研究了如何改进目前的数字测量原理,以及如何通过测量技术中的密度补偿、介电常数补偿和飞机姿态补偿等方法提高燃油测量系统精度。对于燃油测量的多余度需求,采用全机油量测量和耗量测量相结合的方式,不但实现了飞机燃油测量的双余度模式,还避免了普通双余系统由于原理相似或相同而导致的共性问题。为增强安全性,系统还增加了信号告警部分,对特定油位进行告警,使燃油测量系统达到了3余度。此外,该方案还通过对燃油测量关键技术和"五性"等方面的研究,提出了如何解决燃油测量系统工程化问题的具体措施。     

基于有限脉冲响应模型的飞机磁场补偿方法

通过分析飞机磁场数学模型,将飞机磁场表示成方向余弦与其乘积项的函数.鉴于模型参数之间存在很强的复共线性,提出了基于有限脉冲响应模型飞机磁场补偿方法.该方法将光泵磁强计和三轴磁强计的输出作为有限脉冲响应模型的输入,由带通滤波器提取信号中的变化成分,再用最小方差估计有限脉冲响应模型参数,并利用有限脉冲响应模型参数计算飞机磁场.从测量总磁场中减去飞机磁场,可得到目标信号磁场数据.最后,通过计算机仿真验证了该磁场补偿方法的有效性.     

大型飞机风洞试验的三维视频动态变形测量方法和实验研究

正项目负责人:梁晋(E-mail:liangjin@mail.xjtu.edu.cn)依托单位:西安交通大学项目批准号:509752191.项目简介大型飞机模型在风洞试验时变形很大,需要精确测量其三维变形数据。本项目采用三维视频动态变形测量方法,在风洞试验时采用多组相机(两个相机为一组)高速拍摄模型多个部位的视频图像,计算飞机模型关键点各个时刻的三维坐标,从而计算出模型关键点的位移变化和变形数据。项目通过风洞现场试验和分析,获取风洞试验对测量精度的影响规律,建立测量误差模型。研究风洞变形测量的光束平差捆绑调整的模型和算法,实现多相机多时刻的三维变形测量,大大提高风洞试验的     

基于CMM测量的自由曲面反求技术研究

重点介绍三坐标测量自由曲面的反求技术。通过对自由曲面数字化过程中数据获取、测量数据处理和曲面重构的研究,得到鼠标外壳的三维模型,极大地提高了设计质量和效率。     

逆向工程关键技术及应用实例

介绍了逆向工程技术的定义及其工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构三个部分。根据理论学习和自身实践经验对逆向工程的关键技术做了一些探讨。并以摩托车装饰板模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CATIA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,说明了逆向工程的整个设计应用流程.     

基于自由曲面点云的快速原型制作技术研究

针对不附加任何拓扑和几何信息的云状数据三维重建问题,提出了对点云直接进行分层处理快速制作原型的新方法。在对点集进行空间结构划分的基础上,采用最小距离关联点对方法提取层面轮廓线数据,并对其加以匀化和精整从而直接生成快速成形机的层片接口文件,避免了常规方法存在的耗时和需要很高的造型技巧等不足,而且片面的错误校验与修补等繁琐工作也将不再进行,提高了快速成形前处理的效率,非常适合分层实体制造(LOM)等成形工艺。     

逆向工程中NURBS曲面重构的数据筛选研究

逆向工程中NURBS曲面重构的数据筛选是一个广义的概念,它所涉及的内容很广泛,包括数据获取过程中的处理。本文讨论了通过将曲面离散来获得规则点云数据和通过将NC刀具轨迹转化为规则点云数据。此外数据筛选还包括数据获取后的处理,针对这种情况对如下三个方面进行了讨论:点云数据的光滑处理;点云数据的过滤处理;特征点的识别与筛选。     

基于参数曲面建模的车身表面逆向设计研究

针对在汽车车身设计逆向工程过程中,由于雕塑模型的精度有限以及三坐标测量的机测误差,所得的散乱点不能真实反映曲面形状而建立了一种曲面拟合方法,能够减小误差较大点的影响,保证据散乱点求得的曲面最接近于"理想"曲面.并简述了车身曲面逆向设计拟合方法的数学模型和CATIA软件创成式曲面设计模块的主要功能.将车身曲面的逆向设计分为2D图纸和3D实物逆向设计2类,给出设计流程和应用开发实例,解决了设计中容易出现的问题.     

基于NURBS造型的复杂曲面零件反求工程研究

讨论反求工程技术的实现过程 ,阐述数据处理、曲面和模型重构以及利用CAM数控加工出样件的整个过程 ,特别提出点云数据网格化方法以及通过调用OpenGL库函数来进行NURBS曲面重构并生成效果逼真的三维模型的实现方法。     

基于Matlab三维数据点三角剖分方法研究

逆向工程中点云数据点三角划分处理,在散乱数据插值曲面构造、快速原型制造以及有限元分析等方面有着重要的应用.根据Delaunay三角划分理论及Lawson优化准则,借助于Matlab中用于点云处理模块快速实现了空间散乱数据点的直接三角划分,给出了数据点三角划分程序代码,并以某小客车车身外表面点云数据处理过程加以验证,给出其外形数据点Delaunay三角划分以及凸壳包络图,由此可以早期发现逆向设计过程中可能存在的问题,从而减少后期修改次数,极大缩短新产品的开发周期,提高了设计精度.     

遗传规划在反求工程中的应用

曲线的拟合精度,是衡量反求工程中CAD建模工作成功与否的一个重要标准,针对反求工程中随机扫描所产生的散乱点云数据,在单个数据点满足给定误差的情况下,以数据点与其在曲线上相应参数点之间的距离平方和最小为优化的目标函数,利用遗传规划求解散乱点云数据的精确逼近函数来拟合B样条曲线,并在实验中取得了良好的效果.     

Grain mapping to freeform surface for machining using parameter-based incremental tracking method

This paper presents a novel method for mapping a texture for machining onto a freeform surface. When a grain texture designed on a 2D plane is projected onto a freeform surface simply, the texture is distorted along the curvature of the surface in the projection direction. Therefore, a method is required to suppress this distortion. The algorithm proposed in this paper rapidly generates a point cloud that represents a texture with less distortion on a simply connected parametric surface. Specifically, four equations that express local geometry constraints instead of conventional parameterization methods are presented to reduce the distortion between adjacent points on the point cloud. Solving these equations can generate grain textures on freeform surfaces. This paper examines two grain images mapped to two freeform surfaces that were prepared as case studies to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于UG甲壳虫汽车车身的逆向设计

介绍了逆向工程的概念,阐述了逆向工程技术的工作流程,采用RSM型三维扫描抄数机对甲壳虫汽车车身进行数据测量,并在UG平台上对车身的点云数据进行数据处理、曲线建立、曲面重构、验证分析及造型等过程,采用逆向技术对汽车车身进行设计开发,结果表明了UG在逆向工程技术中具有很好的实用性.