[发明专利]一种航空发动机压气机叶片叶尖缺损的三维重建方法

摘要

本发明公开了一种航空发动机压气机叶片叶尖缺损的三维重建方法，其特征在于该方法采用包括以下步骤：1)利用光学三维测量法对可修复的磨损叶片进行测量，得到叶片的点云；2)用平滑滤波法去除三维测量时的误差点云，用包围盒法精简点云；3)借鉴Otsu阈值法，计算边界点云和曲面点云的类间方差的最大值，区分边界点云和叶片点云；通过边界点云两个相互垂直方向上的主曲率的比值的大小比较来判断边界点云是在未缺损区域边界上还是在缺损区域的边界；用最小二乘法将得到的边界点云拟合成边界线；4)将缺损部位以外的点云拟合成B‑Spline曲面；5)对缺损区域的边界点云进行相似性延伸，得到完整的三维模型。经检测，延伸的相似性度量值不超过0.2mm。

主权项

一种航空发动机压气机叶片叶尖缺损的三维重建方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)光学三维测量：利用光学三维测量法对可修复的磨损叶片进行测量，得到叶片的点云；所述可修复的磨损叶片是指叶片叶尖缺损部位的长度≤叶片总长度的2％；(2)点云预处理：用平滑滤波法去除误差点云，用包围盒法精简点云；(3)边界提取：将预处理后的点云按照曲率特征划分为边界点云和曲面点云两部分；首先，分别计算边界点云和曲面点云的类间方差；然后，确认划分出来的边界点云是在未缺损区域边界上还是在缺损区域的边界，用边界点云两个相互垂直方向上的主曲率的比值k2/k1的大小比较来判断；最后，用最小二乘法将得到的边界点云拟合成边界线；(4)曲面重建：采用B‑Spline的方法，将缺损部位以外的点云拟合成B‑Spline曲面；(5)边界延伸：对缺损区域的边界点云进行相似性延伸；利用原叶片曲面中平行于缺损区域的上边缘的各截面线的形状，在计算机中生成与叶片叶尖缺失部分x向相近的并且平行于未缺损区域的直线的曲率的变化趋势；在修补x向缺损区域时候，使得x向每层的曲线的曲率的变化趋势与在计算机中生成的变化趋势相同；在修补y向缺损区域时候，考虑x向各个截面线的相似性；当x、y两个方向都修复完成时，即完成一个曲面的延伸；按照以上方法对叶盆、叶背以及缺损区域的上边缘进行延伸，得到完整曲面。