一種整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及曲面測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 整體葉盤(pán)由多個(gè)葉片組成，并且每個(gè)葉片型面均為復(fù)雜自由曲面，相鄰葉片間距 小且開(kāi)敞性較差。為了保障測(cè)量精度、測(cè)量效率及防止在測(cè)量過(guò)程中發(fā)生干涉，需要對(duì)測(cè)量 路徑的規(guī)劃進(jìn)行研究。由于葉片型面的設(shè)計(jì)有嚴(yán)格的流體動(dòng)力學(xué)要求，從而測(cè)量的作業(yè)點(diǎn) 越多，則根據(jù)測(cè)量點(diǎn)重構(gòu)的曲面的精度越高。但是，整體葉盤(pán)上所含的葉片數(shù)目眾多且葉片 型面復(fù)雜，在檢測(cè)過(guò)程中為了提高測(cè)量效率則需要減少檢測(cè)點(diǎn)數(shù)目。綜合上述兩個(gè)方面，設(shè) 置測(cè)量作業(yè)點(diǎn)的合理采樣（位置規(guī)劃）是整體葉盤(pán)測(cè)量路徑規(guī)劃的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
[0003] 由于自由曲面是一種比較難定義和加工的幾何要素，具有自由曲面的整體葉盤(pán)各 葉片型面存在檢測(cè)困難的問(wèn)題。測(cè)量點(diǎn)分布規(guī)劃是自由曲面測(cè)量的主要內(nèi)容之一，測(cè)量作 業(yè)點(diǎn)規(guī)劃的好壞將直接影響曲面重構(gòu)精度及測(cè)量效率。
[0004] 目前曲面上測(cè)量作業(yè)點(diǎn)位置的規(guī)劃一般采用先規(guī)劃線(xiàn)，再在規(guī)劃出的線(xiàn)上規(guī)劃點(diǎn) 的過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。但這個(gè)方法存在以下問(wèn)題：
[0005] (1)在規(guī)劃線(xiàn)時(shí)未充分考慮到曲面的彎曲程度；
[0006] (2)在規(guī)劃點(diǎn)時(shí)，即便采用曲線(xiàn)弦高差法考慮了線(xiàn)的彎曲程度，但也不能充分體現(xiàn) 線(xiàn)所在曲面的相鄰區(qū)域內(nèi)的彎曲程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0008] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法，該方法在獲取 測(cè)量點(diǎn)時(shí)充分體現(xiàn)曲面的彎曲程度，保證采用測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)重構(gòu)出的曲面的精度。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法，所 述整體葉盤(pán)包括多個(gè)葉片，每個(gè)葉片型面為自由曲面，對(duì)于每個(gè)葉片型面執(zhí)行如下步驟：
[0010] Sl:在所述葉片的曲面上，沿第一預(yù)設(shè)方向u選取一邊界線(xiàn)r(U(]，v)，以及在所述 邊界線(xiàn)r(u。，V)上選取初始測(cè)量點(diǎn)p。。；
[0011] S2:在所述邊界線(xiàn)r(u。，V)上選取一個(gè)待測(cè)點(diǎn)Ptn，計(jì)算所述待測(cè)點(diǎn)Ptn與所述初始 測(cè)量點(diǎn)Pm的弦高差d，判斷所述弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的差值的絕對(duì)值是否滿(mǎn)足弦高 差條件，如果滿(mǎn)足則將待測(cè)點(diǎn)？(]1設(shè)置為該邊界線(xiàn)r(u。，V)上的測(cè)量點(diǎn)，以此類(lèi)推，以^作 為初始測(cè)量點(diǎn)，重復(fù)本步驟以獲取所述邊界線(xiàn)r(u。，V)上的所有測(cè)量點(diǎn)pQi。；
[0012]S3 :通過(guò)所述邊界線(xiàn)r(u。，v)上的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)P(]i。在所述曲面沿第二預(yù)設(shè)方向V生成多條曲線(xiàn)r(u,vi(j);
[0013]S4 :依據(jù)所述弦高差條件，在每條曲線(xiàn)r(u，Vl。）上分別選取對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)隊(duì)卜1; [0014]S5 :通過(guò)測(cè)量點(diǎn)pvi,i擬合一條空間曲線(xiàn)L,，并將所述空間曲線(xiàn)1^投影的所述曲面 上；
[0015] S6 :依據(jù)所述弦高差條件，在所述空間曲線(xiàn)L,選取多個(gè)測(cè)量點(diǎn)p,i];
[0016] S7 :分別通過(guò)每個(gè)所述測(cè)量點(diǎn)pi沿所述第二預(yù)設(shè)方向V生成多條曲線(xiàn)vi
[0017] S8 :依據(jù)所述弦高差條件，在每條所述曲線(xiàn)vi,上選取測(cè)量點(diǎn)pvi,，
[0018] 重復(fù)步驟S4至S8直至獲取整個(gè)葉片的曲面上的測(cè)量點(diǎn)。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S2中，所述判斷弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的 差值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件，包括如下步驟：
[0020] S21 :計(jì)算弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的差值的絕對(duì)值e，其中，e= |d-D| ;
[0021] S22 :將所述差值的絕對(duì)值e與第一閾值ei和第二閾值e2進(jìn)行比較；
[0022] S23 :如果eAe彡e2，則判斷滿(mǎn)足弦高差條件，設(shè)置所述Ptn為該邊界線(xiàn) r(u。，V)上的測(cè)量點(diǎn)。
[0023] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟S22之后，如果e<ei，執(zhí)行步驟S24， 調(diào)整所述待測(cè)點(diǎn)^的位置，PM' =PM+AP，根據(jù)調(diào)整后的P(]1'返回步驟S21，直至調(diào)整后 PM'與初始測(cè)量點(diǎn)Pim的弦高差的絕對(duì)值滿(mǎn)足弦高差條件。
[0024] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟S22之后，如果e>e2，執(zhí)行步驟S25， 調(diào)整所述待測(cè)點(diǎn)^的位置，PM' =Pc1-Ap,根據(jù)調(diào)整后的P(]1'返回步驟S21，直至調(diào)整后 PM'與初始測(cè)量點(diǎn)Pim的弦高差的絕對(duì)值滿(mǎn)足弦高差條件。
[0025] 在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟S8之后，還包括如下步驟：
[0026] 在獲取每個(gè)葉片的曲面上的測(cè)量點(diǎn)之后，設(shè)置每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量順序；
[0027] 根據(jù)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置、姿態(tài)和測(cè)量順序生成該葉片的測(cè)量路徑。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法，基于曲面的UV曲線(xiàn)、測(cè)地線(xiàn) 和曲面弦高差，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)曲面彎曲程度獲取測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量路徑。本發(fā)明通過(guò)引入曲面弦 高差的判斷條件，在獲取測(cè)量點(diǎn)時(shí)充分體現(xiàn)曲面的彎曲程度，保證采用測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)重構(gòu)出 的曲面的精度，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)曲面彎曲程度取測(cè)量點(diǎn)的過(guò)程。這種方法較傳統(tǒng)的在曲面 上均勻采樣點(diǎn)或者在曲面上先均勻采樣線(xiàn)后根據(jù)曲率在線(xiàn)上取點(diǎn)的方法，具有更高的測(cè)量 效率和精度。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整體葉盤(pán)的有效測(cè)量，保證測(cè)量精度，并且在測(cè)量過(guò)程中不 會(huì)發(fā)生干涉問(wèn)題。
[0029] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0031] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法的流程圖；
[0032] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)地線(xiàn)的示意圖；
[0033] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的曲面弦高差的示意圖；
[0034] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的弦高差條件判斷流程圖。
[0035] 圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的步驟S2獲取的測(cè)量點(diǎn)的位置示意圖；
[0036] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的整個(gè)葉片的曲面上的測(cè)量點(diǎn)的位置示意圖；
[0037] 圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量作業(yè)路徑生成過(guò)程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0039] 整體葉盤(pán)包括多個(gè)葉片，每個(gè)葉片型面為自由曲面。本發(fā)明提供整體葉盤(pán)的測(cè)量 路徑生成方法就是對(duì)每個(gè)葉片的測(cè)量點(diǎn)及測(cè)量路徑進(jìn)行規(guī)劃的方法。本發(fā)明基于曲面的UV 曲線(xiàn)、測(cè)地線(xiàn)和曲面弦高差，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)曲面彎曲程度獲取測(cè)量點(diǎn)的方法。即，本發(fā)明對(duì)每 個(gè)葉片型面執(zhí)行圖1所示步驟，從而獲取整個(gè)葉盤(pán)的測(cè)量點(diǎn)。
[0040] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的整體葉盤(pán)的測(cè)量路徑生成方法，包括如下步驟：
[0041] 首先，設(shè)本發(fā)明的測(cè)量過(guò)程沿曲面的u方向進(jìn)行。
[0042] 步驟S1，在葉片的曲面S上，沿第一預(yù)設(shè)方向u選取一條邊界線(xiàn)r(u。，V)，在該邊 界線(xiàn)r(u。，V)上選取初始測(cè)量點(diǎn)p。。。
[0043] 步驟S2,在邊界線(xiàn)r(u。，V)上選取一個(gè)待測(cè)點(diǎn)Ptn，分別計(jì)算每個(gè)待測(cè)點(diǎn)Ptn與初始 測(cè)量點(diǎn)Pm的弦高差d，判斷弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的差值的絕對(duì)值是否滿(mǎn)足弦高差條 件，如果滿(mǎn)足則將待測(cè)點(diǎn)Pm設(shè)置為邊界線(xiàn)r(u。，V)上的測(cè)量點(diǎn)。
[0044] 在詳細(xì)描述本步驟之前，首先對(duì)涉及到的測(cè)地線(xiàn)和弦高差兩個(gè)概念進(jìn)行說(shuō)明。
[0045] ⑴測(cè)地線(xiàn)
[0046] 測(cè)地線(xiàn)又稱(chēng)大地線(xiàn)或短程線(xiàn)，可以定義為空間中兩點(diǎn)的局域最短或最長(zhǎng)路徑。測(cè) 地線(xiàn)是曲面上極其重要的一類(lèi)曲線(xiàn)。如圖2所示，在曲面S上任意給定兩點(diǎn)P、Q?？芍?是，在曲面S上通過(guò)點(diǎn)P和點(diǎn)Q的曲線(xiàn)會(huì)有無(wú)數(shù)條，將局部范圍內(nèi)長(zhǎng)度最短的那條曲線(xiàn)稱(chēng)為 曲面S上過(guò)點(diǎn)P和點(diǎn)Q的測(cè)地線(xiàn)。測(cè)地線(xiàn)的彎曲程度能夠反映這兩點(diǎn)間曲面的彎曲程度。
[0047] (2)曲面弦高差
[0048] 如圖3所示，設(shè)P、Q是曲面S上的任意兩點(diǎn)。根據(jù)曲面測(cè)地線(xiàn)的定義，可知在曲面 上過(guò)P、Q兩點(diǎn)有唯一一條測(cè)地線(xiàn)。同時(shí)，過(guò)P、Q點(diǎn)有一直線(xiàn)，將測(cè)地線(xiàn)上各個(gè)點(diǎn)與這條直線(xiàn) 的最大距離稱(chēng)為P、Q兩點(diǎn)的曲面弦高差。
[0049] 下面參考圖4對(duì)步驟S2進(jìn)行說(shuō)明。
[0050] 將步驟Sl中在r(u。，V)上的一端任取的點(diǎn)p。。作為初始測(cè)量作業(yè)點(diǎn)，在邊界線(xiàn) r(u0,V)上選取一個(gè)待測(cè)點(diǎn)p01，分另Iji十算待測(cè)點(diǎn)p01與初始測(cè)量點(diǎn)p00的弓玄高差d〇
[0051 ] 在本步驟中，判斷弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的差值是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件，包括如下 步驟：
[0052] 步驟S21，計(jì)算弦高差d與弦高差目標(biāo)值D的差值的絕對(duì)值e，其中，e= |d-D|。
[0053] 步驟S22,