大尺寸飞机零部件检测技术研究进展

李彬鹏; 茅健

大尺寸飞机零部件检测技术研究进展

李彬鹏,
茅健^,

上海工程技术大学机械与汽车工程学院, 上海 201620

详细信息

作者简介:
李彬鹏（1996− ），男，在读硕士，研究方向为三维点云去噪. E-mail: 1256794582@qq.com

通讯作者:
茅　健（1972−），男，教授，博士，研究方向为航空装备检测与控制. E-mail: jmao@sues.edu.cn

中图分类号: TB9
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出版历程
- 收稿日期: 2021-06-10
- 刊出日期: 2022-02-23

Research progress on detection technology of large-size aircraft parts

LI Binpeng,
MAO Jian^,

School of Mechanical and Automotive Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China

摘要

摘要: 大尺寸飞机零部件具有结构复杂、外形尺寸大等特点. 针对飞机制造过程中大尺寸测量技术的研究，探讨5种大尺寸部件的检测技术方法：三坐标测量法、激光雷达测量法、室内GPS测量法、激光跟踪仪测量法以及机器视觉测量法，分析5种检测方法的适用领域以及各自的优势和不足. 视觉测量具有非接触、高精度、高效率的特点，能够实现实时测量，在航空测量领域前景良好. 最后指出视觉测量技术是大尺寸测量领域的研究方向，未来在理论模型建立、检测参数优化及实时反馈等一系列问题有待进一步深入研究.
- 大尺寸测量 /
- 机器视觉 /
- 激光雷达 /
- 激光跟踪仪 /
- 室内GPS
Abstract: Large-size aircraft parts have complex structure and huge external dimension characteristics. In view of the research of large-size measurement technology in the aircraft manufacturing process, five kinds of detection technology methods for large-size parts, like three-coordinate measurement method, LIDAR measurement method, indoor GPS measurement method, laser tracker measurement method and machine vision measurement method were proposed. The applicable fields and respective advantages and short-comings of five detection methods were analyzed. The visual measurement which can achieve real-time measurement has non-contact, high precision and efficiency characteristics. It has a great prospect in the field of aviation measurement. It was pointed out that vision measurement technology is research direction in large-size measurement. A series of issues such as the theoretical models establishment, detection parameters optimization and real-time feedback need to be further studied in the future.
- large-size measurement /
- machine vision /
- laser radar /
- laser tracking /
- indoor GPS

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图 1 三坐标测量工作图

Figure 1. Working diagram of three-coordinate measurement

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图 2 激光雷达测量原理

Figure 2. Measurement principle of lidar

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图 3 Flash激光雷达成像

Figure 3. Flash lidar imaging

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图 4 室内GPS结构示意图

Figure 4. Schematic diagram of indoor GPS structure

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图 5 室内GPS在总装中的应用

Figure 5. Application of indoor GPS in final Assembly

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图 6 激光跟踪仪结构原理

Figure 6. Structure principle of laser tracker

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图 7 激光跟踪仪在民用航空制造中的应用

Figure 7. Application of laser tracker in civil aviation manufacturing

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图 8 双目视觉测量结构图

Figure 8. Structure diagram of binocular vision measurement

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表 1 各测量方法优缺点及其适用场合

Table 1. Advantages and disadvantages of measurement methods and their applicable occasions

测量方法	优点	缺点	适用场合
三坐标测量	测量精度和自动化程度较高	测量效率低，对环境有较高要求，如恒温条件，探头可能划伤零件表面	一般用于测量叶轮等复杂曲面
激光雷达测量	测量精度和分辨率较高	因波束极窄易受环境影响，测量效率低	一般用于外形尺寸大、形状复杂表面的测量
室内GPS测量	测量范围大，效率高	精度不高，设备多，容易受到环境震动影响	一般与其他方法协同测量
激光跟踪仪测量	可实现动态测量和快速测量	成本较高，需要较大空间，否则难以测量全貌	可通过单站多站位对大型零部件进行测量
视觉测量	非接触，精度与效率较高	需要进一步提高实时性	光线条件较好时，测量效果更佳

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