基于激光扫描的飞机蒙皮修配特征提取技术

论文摘要

飞机蒙皮的加工与对接质量对于飞机的装配效率和质量有着十分重要的意义。蒙皮粗加工后存在加工余量,为了实现蒙皮准确对接需要对蒙皮进行修配。传统的修配方法是人工划线并手动切割,效率低、质量差,无法满足现代飞机生产需求。采用数控加工对蒙皮进行修配是当今蒙皮修配的趋势,而在数控加工时需要有精确的修配特征。为了给蒙皮修配提供精确的修配特征,本文设计了一种基于激光扫描的飞机蒙皮修配特征提取技术方案。对飞机蒙皮扫描数据的处理方法进行了研究,开发出相应提取软件并对软件进行了验证。本文的主要研究内容如下:(1)设计蒙皮修配特征提取技术方案。修配特征包含修配量和修配边界,根据蒙皮修配特征提取需求制定技术方案,技术方案包括飞机蒙皮测量流程、蒙皮修配量和蒙皮修配边界提取方法。(2)研究了蒙皮端面重构方法。根据离散曲率提取边界点,在边界点中提取边界特征点对点云数据进行分割得到蒙皮端面数据。然后对锯齿形的端面进行重点研究,通过改进的最近点算法对边界特征点排序最终实现对端面数据的排序。对端面数据进行分割并实现端面重构,重构后的端面用于修配量的提取。(3)研究了修配边界重构方法。对蒙皮上表面点云进行三角化,求出端面与上表面三角网格的交线段端点。当蒙皮端面是锯齿面时,提出了一种将空间曲线拟合转化为平面曲线拟合的方法并设计了保证连接点位置精度和曲率光顺的曲线重构算法。(4)开发了基于激光扫描的飞机蒙皮修配特征提取软件,实现测量过程相关参数的控制及蒙皮扫描数据的处理,通过实验验证修配特征提取精度。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究背景和意义
•   1.2 国内外研究应用现状
•     1.2.1 蒙皮切边技术研究应用现状
•     1.2.2 加工余量提取技术研究应用现状
•     1.2.3 点云数据处理研究应用现状
•   1.3 本课题的主要研究内容与结构安排
• 第二章 蒙皮修配特征提取技术方案
•   2.1 引言
•   2.2 蒙皮修配特征提取需求分析
•   2.3 蒙皮修配特征提取技术方案
•     2.3.1 飞机蒙皮测量
•     2.3.2 蒙皮修配量提取方法
•     2.3.3 蒙皮修配边界提取方法
•   2.4 本章小结
• 第三章 蒙皮端面的数据提取与净边蒙皮端面重构
•   3.1 引言
•   3.2 蒙皮端面数据的识别与提取
•     3.2.1 边界点提取
•     3.2.2 边界特征点提取
•   3.3 净边蒙皮端面的重构
•     3.3.1 边界特征点的精简
•     3.3.2 端面点数据的排序
•     3.3.3 端面点数据的分割与半径求解
•     3.3.4 端面的重构
•     3.3.5 算法验证
•   3.4 本章小结
• 第四章 面向蒙皮修配的修配边界重构
•   4.1 引言
•   4.2 基于包围盒的三角网格曲面求交
•     4.2.1 添加边长限制的点云三角化
•     4.2.2 用曲面包围盒进行初步过滤
•     4.2.3 求出所有可能相交的三角面片对
•     4.2.4 求取空间两三角面片的交线段端点
•   4.3 修配边界重构
•     4.3.1 交点分组
•     4.3.2 平面修配边界重构
•     4.3.3 添加圆角
•     4.3.4 算法验证
•   4.4 本章小结
• 第五章 软件开发及验证
•   5.1 引言
•   5.2 飞机蒙皮修配特征提取测量软件
•   5.3 软件验证
•     5.3.1 修配边界提取实验
•     5.3.2 修配量提取实验
•     5.3.3 误差分析
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨角龙

导师: 黄翔

关键词: 蒙皮修配,提取方案,修配特征,点云三角化

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,航空航天科学与工程,无线电电子学

单位: 南京航空航天大学

分类号: TN249;V262.4

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.001420

总页数: 78

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