激光测绘系统在试验机改装中的应用研究.pdf

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1、激光测绘系统在试验机改装中的应用研究刘韶光，范欢欢，范晓龙，许建社(中国飞行试验研究院，陕西西安710089)ResearchonApplicationofLaserMappingSystemintheModificationofTestedLIUShaoguang，FANHuanhuan，FANXiaolong，XUJianshe(ChineseFlightTestEstablishment，Xi’an710089，China)摘要：在介绍激光测绘系统组成和原理的基础0引言上，根据激光测绘系统扫描得到试验机局

2、部外形的点云数据，应用Geomagic和CATIA逆向设计软件飞行试验是飞行器或被试产品在真实大气条对获取的点云数据进行处理，并对试验机的局部外件下进行性能试验的重要方法。试验前，需要根据形进行数字化建模，最终把该曲面数模应用到某次试飞科目和被试产品的要求对试验机进行改装，在试验机的改装件设计过程中。在试验机改装中应改装过程中必须以试验机的局部外形和内部结构用基于激光跟踪仪的测绘扫描系统对试验机进行为基础，进行改装结构件的数字化设计工作。飞机数字化建模，对提高试验机的改装效率和安全性具的外形一般是由光滑过渡的曲

3、面组成，传统的测绘有重要的意义。外形曲面的方法有样板采样法和打点采样法等l_】；关键词：激光测绘；试验机；改装；逆向设计但是，这些方法存在采点精度低、工作效率低和曲中图分类号：V221．92面重构难等缺点。采用基于激光跟踪仪的测绘系文献标识码：A统，可以提高飞机外形采集点的精度和效率，为试文章编号：1001—2257(2014)07—0053—03验机数字化改装提供可靠的设计依据，也可缩短试Abstract：Basedontheintroductionoflaser验机的设计周期。mappingsystemco

4、mpositionandprinciple，accord—ingtothepointclouddatawhichscannedbylaser1激光测绘系统的组成与原理mappingsysteminthelocalshapeoftestedair—1．1系统的组成craft．UsingCATIAandGeomagicwhicharere—激光测绘系统一般由激光跟踪仪、控制计算verseengineeringsoftwaredealwiththepoint机、T—scan(高速手持式扫描仪)、T—CAM(高速照cl

5、ouddatawhichcollectedbyscanner．Recon．struct相机)、反射靶球、双绞线、用户计算机和配套软件thelocalmodelofthetestedaircraft，andthesur-等组成。facemodelingisappliedtotheprocessofdesigning1．2系统的原理themodificationpartseventually．Intheprocessof激光跟踪仪的基本原理是：激光跟踪仪的主机testedaircraftmodificationap

6、plythetechniqueof发出的激光对目标反射器(反射靶球)进行跟踪，通scanningthatbasedlasertrackersystemmodeling过跟踪仪所带的双轴测角系统(俯仰角和旋转角)thecurvedsurface．Thistechniquehasimportant及激光干涉测距系统，确定靶球球心在球坐标系中significancetoimprovetheefficiencyandsafetyin的空间坐标。themOdIficationoftestedaircraft．32==rs

7、inasin5Keywords：laserscanning；testedflight；modi—Y==rsinacosflfled；reversedesign===rcos~，Y，z为靶球P的坐标；a为方位角；为俯仰收稿日期：2014—01—27角；r为靶球至原点的半径，如图1所示。《机械与电子}2014(7)·53·点云进行处理，重构表面外形，以此作为试验机改装结构零件设计的基础依据，设计流程如图2所示。圆圈圈蠖il言叵i图2基于激光测绘系统的曲面重构流程图1激光跟踪仪测量坐标系2．1点云数据的采集激光测绘系

8、统中的T—scan是一种基于激光三在进行数据采集时，首先，用激光跟踪仪测量角法的非接触式手持激光扫描测量工具，激光光束飞机上的标志点，构建全机测量坐标系，目的是单通过一个高速旋转的棱镜反射到待扫描的外形曲次所采集的局部外形点云数据处于飞机坐标系下；面上。激光光束被外形曲面反射并被T—scan接其次，用T—scan进行数据采集，所采集的点云数据收。根据反射表面距离的不同，反射到CCD线性