飞机整机装配质量数字化测量技术

作     者：隋少春 朱绪胜 SUI ShaoChun;ZHU XuSheng

作者机构：成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610091 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2020年第50卷第11期

页      面：1449-1460页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0839[工学-网络空间安全] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主　　题：飞机几何外形 飞机整机装配质量 数字化测量 固定式测量站 数据配准 

摘      要：飞机几何外形即整机装配质量,直接影响整体装备的气动性能、隐身性能以及结构性能.为更加准确、高效、全面地评价飞机整机装配质量,本文提出了基于固定式测量站的飞机整机装配质量评价方法.首先介绍了整机固定式测量站的架构,对其包含的基站、激光扫描系统、自动化设备和系统软件进行了简要的介绍,并对各系统之间的关系进行了阐述.然后,对测量设备的测量原理、系统标定方法和坐标系配准方法进行了分析,通过基于一维靶的虚拟点集控制场外参数标定方法,提高标定效率,降低劳动强度,满足现场标定的需求.同时,在数据融合方面,对传统的奇异值分解方法进行了优化,通过利用随机抽样一致性算法结合奇异值分解方法,提出了RANSAC-SVD坐标系优化配准算法,可以剔除由于误差较大而不适合用于坐标系配准的参考点,仅采用波动较小的内点进行坐标系配准,可以有效地提高坐标系配准的精度.在此基础上,简述了该系统的工作原理,详述了飞机整机测量准备阶段、数据采集阶段和数据处理阶段所包含的主要任务和流程.最后,对相机的外参数进行了标定并对测量场内的精度进行了分析与测试,结果表明,重复测量精度可达到0.024 mm, 3D点坐标测量误差小于0.2 mm,且有60%的测量数据误差小于0.1 mm.