● 摘要
飞机大型薄壁零件如蒙皮翼板及其模具制造是飞机制造业中的关键技术之一，也是束缚我国飞机数字化生产和缩短生产周期的技术难题。例如飞机蒙皮，由于尺寸大、刚度差，其贴模度的测量一向是生产中的难点。目前工厂里还是主要采用模线样板和手工拍击的方法，精度低且不能得到数字信息，不能满足现代化数字制造的需求。大型蒙皮拉伸模具采用树脂模，不是数控加工出来的，模具型面与理论型面有较大差别，影响成形过程CAE分析的准确性。大型复杂曲面的三维测量已成为提高我国飞机大型蒙皮及其模具制造技术中的关键点。光学测量中在硬件分辨率一定的情况下，对特征进行高精度提取算法的研究是提高测量精度有效的步骤。本文提出了亚像素技术，对标定圆心和编码条纹进行了亚像素级的高精度提取，并对图像预处理作了一些改进，利用帧差法等技术减少了测量系统的噪声。针对光滑的金属板金件无明显匹配特征的状况，采用对被测表面投影光栅的方法添加人为特征。采用将亚像素条纹编码技术和外极线斜率匹配约束相结合的方案，实现了左右图像中对应点的立体精匹配，并获得了高密度的匹配点。本文还提出了改进的光栅位移法，充分利用了摄像机高分辨率特点，提高了采样效率，提高了测量精度。大型蒙皮的特点，对测量和曲面重构方法进行了研究，对拼接测量时的分块方式进行了探讨，提出了基于截面线的模型重构方法，对模具进行了现场测量并反求出了数字模型，方便了后续CAE分析。最后本文还对测量系统的精度进行了验证。采用面向对象的程序设计方法，以Visual C++作为开发平台，在Windows2000操作系统下，改进了双目视觉三维型面检测软件系统。试验结果表明本文提出的各项算法和方案可以提高系统测量精度和曲面重构质量。