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申请/专利权人：泉州装备制造研究所;浙江大学

摘要：本发明公开了航空发动机短舱声衬制孔的定位误差测量方法，涉及航空发动机制造领域，按以下步骤进行：采用视觉单元拍摄基准孔图像，得到正焦物距以及光轴与声衬表面垂直状态下视觉单元的位姿；根据得到的基准孔圆心坐标，结合已标定的视觉单元内参数以及已知的图像宽度和高度，得到基准孔在视觉单元坐标系下的物理坐标；通过视觉系统测得所有基准孔处的制孔定位误差；通过曲面插值，得到基准孔影响区域内其余制孔位置处的制孔定位误差，对这些误差进行补偿。本发明实现制孔定位误差的精确测量，从而缩短航空发动机短舱声衬零件的制造周期。

主权项：1.航空发动机短舱声衬制孔的定位误差测量方法，其特征在于：按以下步骤进行：S1，采用机器人多主轴制孔系统的末端执行器上集成的视觉单元拍摄基准孔图像；其中，定义相机光轴与主轴阵列的轴线平行，视觉拍摄时的物距以及光轴与声衬表面的垂直度，得到正焦物距以及光轴与声衬表面垂直状态下视觉单元的位姿； 1;其中： 为视觉单元坐标系相对短舱声衬产品坐标系的位姿； 为已标定的机器人基坐标系相对于产品坐标系的位姿； 为基于机器人运动学模型得到机器人法兰盘坐标系相对于机器人基坐标系的位姿； 为已标定的机器人刀具坐标系相对于法兰盘坐标系的位姿； 为已标定的手眼关系即视觉单元坐标系相对于刀具坐标系的位姿； 表示正焦物距； 表示光轴与声衬表面垂直即角度为90°；S2，经过S1，由综合视觉显著性和均值漂移的基准孔特征定位算法获取基准孔图像中基准孔特征的鲁棒、精确和高效定位，具体步骤如下：S21，对获得的原始基准孔图像进行高斯滤波或中值滤波，得到对应的平滑图像；对平滑图像进行图像对比度拉伸，得到增强图像，根据公式2计算原始基准孔图像的显著图； 2;其中： 表示计算图像的平均像素值： 表示获取图像的最大像素值； 表示获取图像的最小像素值；S22，通过区域筛选，选取基准孔图像的显著图中面积最大的显著区域，获取最大显著区域的质心坐标，根据公式3计算显著图各像素位置坐标与质心坐标的距离图；根据公式4计算得到权重图；根据公式5权重图与显著图的对应元素相乘，清除显著图中的碎片化显著区域，得到更新后的显著图； 3; 4; 5;S23，基于自动阈值分割方法或通过重复性测试选择合适的固定阈值，对S22更新后的显著图进行阈值分割，从显著图中分割出基准孔特征区域；用边缘检测算子或轮廓提取算法，从显著图的阈值分割图中提取基准孔轮廓，将轮廓点集合近似平均分为三个连续的子集，多次随机从三个子集中选取轮廓点进行圆拟合，将所有拟合的圆心坐标存放在数组中；从所有备选圆心中，任选一个作为初始质心，以其为中心，基于预设的扫描半径，采用均值漂移算法迭代寻找圆心集合的真正质心，作为基准孔圆心坐标系；S3，将图像坐标系设置在图像中心，其坐标轴方向与图像缺省坐标轴方向相同，根据S23得到的基准孔圆心坐标，结合已标定的视觉单元内参数以及已知的图像宽度和高度；定义视觉单元坐标系的XY平面及其坐标轴与图像坐标平面及其坐标系轴对应重合，根据公式6得到基准孔在视觉单元坐标系下的物理坐标； 6;根据公式7结合S1得到的，得到基准孔在产品坐标系下的齐次变换矩阵表达，由旋转矩阵和平移向量组成；平移向量的转置为视觉单元测量得到的基准孔在产品坐标系下的坐标； 7;结合基准孔在产品坐标系下的名义坐标，得到基准孔处的制孔定位误差； 8;S4，对于所有基准孔，重复步骤S1至S3，通过视觉系统测得所有基准孔处的制孔定位误差；S5，通过曲面插值，得到基准孔影响区域内其余制孔位置处的制孔定位误差，对这些误差进行补偿。

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