大型水轮机叶片快速测量方法

摘要

本发明公开了一种大型水轮机叶片快速测量方法，其特征在于，首先在叶片表面粘贴标志点，然后从不同角度拍摄一组照片，作为测量的原始数据输入计算机中进行解析处理。在测量软件中通过对照片组进行图像检测，识别出各张照片中标志点并定位其中心，匹配同名标志点，最后根据标志点的多个二维坐标重建出对应物体点的三维坐标，由重建出的三维标志点拟合目标的稀疏框架模型，再用双目光栅扫描方法逐块扫描叶片表面，得到局部的密集点云，根据局部的标志点将密集点云对齐到全局坐标系下，得到叶片的密集点模型。通过与CAD设计模型对齐后进行对比，计算出工件表面的三维加工误差。

主权项

1、一种大型水轮机叶片快速测量方法，其特征在于，包括下述步骤：第一步，在叶片的表面及其周围放置圆形标志点和带有环形编码的标志点，标志点包括编码点、非编码点；将标志点粘贴在磁性像胶垫上，并吸附在叶片表面，根据后边密集点云采集设备的要求间隔粘布置；第二步，放置全局标尺，标尺是恢复叶片实际尺寸的依据，其两端是固定好的编码标志点或非编码标志点，两端标志点之间的距离经过严格的校准；第三步，采用专业数码相机，全方位对被测叶片进行拍照，获取包含编码标志点、非编码标志点、全局标尺信息的一组照片；第四步，计算标志点坐标，运行测量软件，在计算机中导入所拍照片组，进行图像处理，测量出照片组中标志点的二维坐标，然后根据二维坐标计算出所有标志点在空间中的三维坐标，结果中非编码标志点点云即构成了被测叶片的全局稀疏点模型，该模型作为下一步局部密集点云采集后进行全局坐标对齐的依据；第五步，被测叶片表面密集点云采集及对齐，采用双目光栅扫描方法，用两摄相机同步拍摄由投影机投向物体表面的编码条纹，测量软件自动进行立体匹配和三维重建后获得叶片表面局部的标志点及密集点云，根据该局部的标志点在全局稀疏点模型的位置完成该局部密集点云的全局坐标对齐；重复采用上述双目光栅扫描方法得到所有已全局坐标对齐的局部密集点云；第六步，密集点云预处理及建模，由于得到的叶片密集点云模型有一定的数据冗余，在进行建模之前先对其进行处理，删除重叠部分点云，并将各局部密集点云进行合并，得到叶片外表面的整体密集点云模型，也即叶片测量模型；第七步，将叶片测量模型与叶片CAD模型的坐标系对齐，对测量模型进行坐标转换；第八步，叶片测量模型与叶片CAD模型对比，对两个模型进行简单的矢量减运算，即可得到叶片铸件表面每一个位置与设计模型的偏差，通过编程实现并以3D的形式显示，或借助商业对比软件根据各个位置和方向的剖面图，生成2D的偏差数据。