基于线结构光的叶片检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110926364A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911267259.1(22)申请日2019.12.11(71)申请人四川大学地址610000四川省成都市一环路南一段24号(72)发明人殷鸣王宗平刘浩浩殷国富(74)专利代理机构成都乐易联创专利代理有限公司51269代理人张锐(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)G01B21/22(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称基于线结构光的叶片检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于线结构光的叶片检测方法，包括首先对采集数据的线结构光轮廓仪位姿标定，以及对用于安装待测叶片可转动的转台面标定，减少检测装置安装带来的误差；其次采用待测叶片自身的基准面A和基准面B为标定基准，对叶片轴线标定，然后对待测叶片基准面C标定，以及通过叶片的前缘特征对转台Z轴标定，最后以转台Z轴和待测叶片基准面C建立全局坐标系，将线结构光轮廓仪采集的数据转换至全局坐标系中进行数据拼接实现待测叶片轮廓检测，本发明提供的叶片检测方法相较与传统检测方法，不仅测量效率高、测量的数据精度高且可获取叶片多个截面信息。CN110926364ACN110926364A权利要求书1/3页1.基于线结构光的叶片检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)叶片安装前的检测装置标定a.将线结构光轮廓仪安装在可沿空间坐标X、Y、Z轴平移的支架上，并在线结构光轮廓仪所在平面上安装第一倾角传感器以及在线结构光轮廓仪的底部安装可对X、Y、Z轴进行偏转角度微调的第一微调倾角仪组，根据第一倾角传感器采集的数据调节第一微调倾角仪组的X、Y轴方向使线结构光轮廓仪发射出的激光面水平，实现对线结构光轮廓仪绕支架X、Y轴的偏转角度标定；b.绕自身Z轴转动的转台上安装第二倾角传感器，根据第二倾角传感器采集的数据调整转台的转台面使其与激光面平行，实现对转台面的标定；c.在转台面上放置标定块，然后在支架X轴方向移动线结构光轮廓仪，线结构光轮廓仪采集多组数据后计算出线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角，通过调节第一微调倾角仪组的Z轴方向以消除线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角，实现对线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角度标定；(2)叶片安装后叶片轴线的标定所述转台的转台面上安装第二微调倾角仪组，并将所述待测叶片安装在第二微调倾角仪组上；在支架Z轴方向上移动线结构光轮廓仪，根据线结构光轮廓仪采集多组数据调节第二微调倾角仪组对待测叶片基准面A标定，然后转动转台至待测叶片基准面B，在支架Z轴方向上移动线结构光轮廓仪，根据线结构光轮廓仪采集多组数据调节第二微调倾角仪组对待测叶片基准面B标定，通过待测叶片基准面A和基准面B实现对待测叶片轴线标定；(3)待测叶片的检测a.建立全局坐标系O-XYZ，以待测面叶片基准面C与转台Z轴的交点为原点O，并以基准面C上的两个相互垂直的法向量为X、Y轴，以转台Z轴为Z轴；b.通过移动线结构光轮廓仪以及转动转台实现待测叶片的不同位置的数据采集，将采集的数据转换到全局坐标系O-XYZ进行数据拼接实现对待测叶片的轮廓检测。2.根据权利要求1所述的基于线结构光的叶片检测方法，其特征在于：步骤(1)c中所述对线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角度标定具体包括如下步骤：c1.将所述标定块放置在转台的转台面上并使线结构光轮廓仪发射的激光面照射在标定块的侧面；c2.沿支架X轴移动线结构光轮廓仪使其在标定块的一端并采集第一组数据，对采集的数据进行线性拟合，获取数据拟合中心点的Y方向数据值Y1；c3.在支架X轴上移动线结构光轮廓仪到标定块的另一端，移动距离为LX，线结构光轮廓仪采集第二组数据，对采集的数据进行线性拟合，获取数据拟合中心点的Y方向数据值Y2；c4.通过Y1、Y2和LX计算出标定块的偏转角θ；c5.转动所述转台，转动角度θ，然后步骤c2～c4转动转台直到Y1＝Y2，所述线结构光轮廓仪发射的激光面中心线与标定块的侧面完全垂直，标定块的自身坐标系和惯性坐标性平行；c6.再利用线结构光轮廓仪采集标定块的数据，并对数据线性拟合，根据拟合后的直线斜率计算线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角γ，调节第一微调倾角仪的Z轴方向偏转γ后再次采集标定块的数据直到拟合后的直线斜率为0，实现对线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏2CN110926364A权利要求书2/3页转角度标定。3.根据权利要求1所述的基于线结构光的叶片检测方法，其特征在于：步骤(2)中所述叶片安装后叶片轴线的标定具体包括如下步骤：a.转动所述转台使待测叶片基准面A与线结构光轮廓仪发射的激光面接触并采集数据，对采集的数据进行线性拟合，获取数据拟合中心点Y方向数据值L1；b.沿支架Z轴