题目：基于国产数控系统的大型飞机结构件测量技术研究

大型飞机结构件是现代大飞机的重要组成部分，它的制造精度将很大程度上影响大型飞机的飞行质量和稳定性。传统的测量方法已经不能满足现代制造业对质量检测的需求，原位测量技术是大型飞机结构件高精度加工的必然发展趋势。本文主要针对大型飞机结构件的测量需求，设计并优化了三维视觉测量传感器；研究解决全局拼接标定与优化、测量系统与数控加工设备集成、快速逆向造型等关键技术，搭建了原位测量系统，最后通过实验进行验证，给出数据处理结果。

主要研究内容包括以下几个方面：

1. 制定原位测量系统方案，设计并优化三维视觉传感器结构参数。在此基础上对测量系统进行内外参标定，设计测量系统与加工设备的结合方式。通过实验验证测量系统精度，并针对测量环境中温度变化进行了温度验证实验，给出最佳测量方式。

2. 研究基于数控加工设备的全局拼接标定方法，通过结合数控加工设备的高精度平移特性，研究了一种分轴标定方向向量方法，并针对定标过程进行误差分析，提出了高精度定标的优化方法。研究测量系统与数控加工设备的集成技术，实现与数控加工设备的通信。

3. 针对三维模型逆向过程中曲面构造复杂、自动化程度低的问题，提出了一种基于特征提取与CATIA二次开发的逆向造型技术，能够快速实现数据点云的逆向造型。利用三维点云的特征提取和识别方法提取特征平面，再通过CATIA的二次开发完成曲面构造，最后通过实验验证该方法的可行性。