叶尖间隙光学影像检测系统的图像信息处理技术研究

摘要

航空发动机装配过程中的叶尖间隙值对涡轮和压气机的耗油、效率及寿命有很大的影响。目前国内大多采用传统的塞尺和探针对其进行测量，不仅测量精确度低，而且易磨损叶片叶尖及机匣内壁。本文根据具体的课题应用环境，设计了影像测量系统来对航空发动机装配过程中的叶尖间隙进行测量，并扩展了系统的应用范围。
　　本文主要对影像测量系统的图像算法部分及数据信息分析部分进行研究，并设计了相关的测量软件。首先采用运动控制装置、工业 CCD摄像机实现图像采集及相机的定量位移标定，然后利用计算机视觉技术，引入图像超分辨率重建算法，并改进一种形态学边缘检测算法结合 Hough变换、特征提取等技术得到待测间隙的图像距离，结合标定参数算出叶尖间隙的实际值。
　　本文先通过对标准量块的测量，验证了影像测量系统的整体可行性，再利用模拟试验平台进行试验，试验精确度达到0.02mm以内，结果证明该系统满足了测量要求。
　　最后进行了误差分析与测量不确定度评估，且针对本系统应用单一的缺点，设计算法实现了对其他几何尺寸的测量应用扩展。

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1 绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 叶尖间隙测量的发展趋势

1.4 光学影像测量技术

1.5 课题的研究内容及创新点

1.6 论文结构安排

2 叶尖间隙影像测量系统的整体设计方案

2.1 叶尖间隙测量系统整体框架设计

2.2 实际测量技术指标与原理

2.3 硬件系统设计

2.4 系统软件部分设计

2.5 相机标定概述

2.6 本章小结

3 叶尖间隙影像测量系统的图像处理算法

3.1 CCD相机的标定方法

3.2 本文使用的标定方法

3.3 图像预处理方法

3.4 图像特征提取

3.5 本章小结

4 叶尖间隙影像测量系统的试验测量

4.1 测量系统可行性验证

4.2 测量系统模拟平台验证

4.3 误差分析

4.4 本章小结

5 软件设计

5.1 影像测量系统的软件流程

5.2 影像测量系统的软件界面

5.3 影像测量系统的应用扩展

5.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果