基于条纹投影技术飞机发动机缺损叶片三维测量的研究

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1、ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineering3DMEASURMENTSTUDYOFAEROENGINEVANESBASEDONFRINGEPROJECTIONbyZhengHongweiSupervisor:Prof.DaiShijieMarch2012原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包

2、含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者

3、机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文基于条纹投影技术的飞机发动机缺损叶片三维测基于条纹投影技术的飞机发动机缺损叶片三维测量研究基于条纹投影技术的飞机发动机缺损叶片三维测量研究摘摘摘要要要随着科学技术和工业技术的发展，物体的三维测量在高速在线检测、质量控制、机器视觉、反求工程等领域的应用日益重要。发动机是飞机的“心脏”。而飞机发动机叶片对发动机的整体性能至关重要。在发动机叶片维修领域，国内在技术上受制于人，为改

4、变这种现状，发展国内叶片焊接深度维修技术对提高民航竞争力意义重大。然而要实现叶片自动焊接修复，焊接之前的测量工作尤为重要。本文以飞机发动机叶片作为研究对象，采用具有非接触、全场、精度较高及快速等优点的数字相移条纹投影技术进行测量研究。通过详细分析条纹投影相移技术测量原理，搭建了由CCD摄像机、投影仪、计算机和图像采集卡组成的三维测量系统实验平台。采用计算机产生高亮度与高对比度的标准正弦投影条纹，并通过软件控制实现精确地相位移动，避免了传统相移系统带来的各种误差。条纹图像处理部分，采用中值滤波方法进行图像的

5、预处理以去除噪声对图像带来的影响。基于相移技术对拍摄得到的变形条纹图像进行相位提取的工作，得到了包裹相位。由于包裹相位并不能完整的反映被测物体的相位信息，对包裹相位进行了相位展开。相位展开采用枝切法和质量图导向法两种方法实现。针对传统三维测量系统模型标定中存在的约束过强、标定精度不高、可操作性差，不适于实际应用等问题，将相位-高度关系在三维空间中进行考虑，在摄像机坐标系中得到物点相位、像点与物点坐标之间的关系的模型，并完成了对CCD摄像机和整个系统的标定工作，得到了测量系统模型中的相关参数。实验与讨论部分

6、，采用搭建的实验平台进行平面和叶片的测量实验，分析了不同间距条纹以及不同的展开方法对结果的影响。对叶片进行的测量实验结果表明，采用本文的方法可以得到较好的测量结果数据。关键词关键词：关键词：：：三维测量，条纹投影，发动机叶片，相移技术，系统标定i基于条纹投影技术的飞机发动机缺损叶片三维测量研究3DMEASURMENTSTUDYOFAEROENGINEVANESBASEDONFRINGEPROJECTIONABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandindustrialtec

7、hnology,3Dmeasurementhasbecomeincreasinglyimportantintheon-lineinspectionandqualitycontrol,machinevision,andreverseengineering.Theaeroenginevanesareveryimportantfortheengineperformance.Whiledomesticmaintenancetechnologycan’tmeettherepairdemand.Inordertoch

8、angethissituation,thedevelopmentofdomesticvaneweldingrepairtechnologyisveryimportanttoimprovethecompetitivenessofcivilaviation.Torealizetheautomaticweldingrepair,themeasurementbeforeweldingisespeciallyimportant.Thea