CN109101739A - 一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备。所述方法包括：将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。本发明实施例能快速获取传统测量手段难以测到的螺旋桨外形尺寸的多种参数，直观反映螺旋桨外形尺寸与理论模型的全局偏差，能显著提高螺旋桨外形尺寸的测量精度和效率。

Description

一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备
技术领域
本发明实施例涉及船舶技术领域，尤其涉及一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备。
背景技术
螺旋桨将发动机转动功率转化为推进力，船用螺旋桨具有复杂的外形和严格的设计参数要求，其建造质量直接决定了全船的推进效率、空泡性能和自身寿命。传统螺旋桨尺寸测量采用螺距规完成，但这一测量手段存在测量基准不明确、测点有限、检测区域受限等缺点；并且前后多次测量的数据无法在同一基准下对比，无法真实客观、高精度地表征螺旋桨桨叶的形貌尺寸和变化特征。因此，如何准确、全面、高精度的完成螺旋桨尺寸的检测，并且检测过程不受环境条件的限制，是亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备。
第一方面，本发明实施例提供一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法，包括：
将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；
根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
第二方面，本发明实施例提供一种螺旋桨外形尺寸的三维测量装置，包括：
坐标对齐模块，用于将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
形值坐标模块，用于基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；以及
几何参数模块，用于根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本发明实施例第一方面所述螺旋桨外形尺寸的三维测量方法及其任一可选实施例所述的方法。
第四方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令执行本发明实施例第一方面所述螺旋桨外形尺寸的三维测量方法及其任一可选实施例的方法。
本发明实施例提供的螺旋桨外形尺寸的三维测量方法、装置及设备，对螺旋桨整个外形轮廓的三维坐标(即三维点云)进行分类后，插值计算取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标，根据取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标计算得到螺旋桨的几何参数。本发明实施例能快速获取传统测量手段难以测到的螺旋桨外形尺寸的多种参数，直观反映螺旋桨外形尺寸与理论模型的全局偏差，能显著提高螺旋桨外形尺寸的测量精度和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法流程示意图；
图2为本发明实施例局部螺距定义示意图；
图3为本发明实施例截面宽度、截面厚度计算示意图；
图4为本发明实施例一种电子设备的框架示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法流程示意图，如图1所示的螺旋桨外形尺寸的三维测量方法，包括：
100，将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
其中，目标螺旋桨轮廓的三维点云数据可以通过三维激光扫描仪、三维坐标机等获取，点云的空间分辨率越高，得到的测量结果越精确，一般分辨率不应低于1cm。
为了后续计算螺旋桨与螺旋桨理论模型的形值偏差，需要将螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下。
200，基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；
压力面和吸力面是螺旋桨的两个相对的面。由于螺旋桨转动的抽吸作用，导致桨叶叶面压力大，即压力面；叶背压力下降，即吸力面；由于叶面叶背存储压力差，使得螺旋桨推动船舶前进。
本发明实施例将旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，可以将螺旋桨整个桨叶曲面多值函数转变为两个单值函数，为后续插值计算形值坐标提供基础，可以降低计算复杂度，提高计算效率。
300，根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
其中螺旋桨的几何参数包括局部螺距、截面螺距、桨叶螺距、截面宽度和截面厚度等。
本发明实施例提供的螺旋桨外形尺寸的三维测量方法，对螺旋桨整个外形轮廓的三维坐标(即三维点云)进行分类后，插值计算取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标，根据取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标计算得到螺旋桨的几何参数。本发明实施例能快速获取传统测量手段难以测到的螺旋桨外形尺寸的多种参数，直观反映螺旋桨外形尺寸与理论模型的全局偏差，能显著提高螺旋桨外形尺寸的测量精度和效率。
基于上述实施例，所述螺旋桨外形尺寸的三维测量方法还包括：
400，获取目标点到相应点的偏差距离，其中，所述目标点为对齐后的目标螺旋桨的三维点云中的点，所述相应点为螺旋桨理论模型的三维点云中与所述目标点的对应的点。
由于本发明实施例将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下，通过计算目标螺旋桨的三维点云的每一点，与螺旋桨理论模型的三维点云的相应点的距离，即可获得螺旋桨的外形尺寸的偏差。若某个目标点到相应点的偏差距离为0，则说明螺旋桨在该点无偏差，与设计相符；若某个目标点到相应点的偏差距离不为0，则偏差距离越大，说明螺旋桨在该点与设计偏差越大。进一步，可以在模型图上，以不同颜色标识距离的大小，形成螺旋桨全局三维偏差云图，给出直观的结果。
基于上述实施例，步骤100，所述将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下，具体包括：
100.1，利用点云拟合得到所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位，使所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的特征部位对齐；其中，所述特征部位为大端面、小端面和轴线中的一种或多种；
100.2，移动所述目标螺旋桨的三维点云，使所述目标螺旋桨的三维点云的所有点与所述螺旋桨理论模型之间的平均偏差最小。
需要说明的是，坐标对齐的方法可以采用全局最佳对齐方法或者特征最佳对齐方法。
全局最佳对齐方法的基本思想是：通过提取三维点云形成的三角面片的法向量寻找理论模型的相同区域，形成映射关系；固定螺旋桨理论模型，不断移动目标螺旋桨的三维点云模型，并计算目标螺旋桨的三维点云模型的所有点与螺旋桨理论模型之间偏差，直到目标螺旋桨的三维点云模型与螺旋桨理论模型的平均偏差最小为止。
特征最佳对齐方法的基本思想是：在保证目标螺旋桨的三维点云模型与螺旋桨理论模型的面、轴线等几何特征对齐的前提下，不断移动目标螺旋桨的三维点云模型，并计算目标螺旋桨的三维点云模型所有点与螺旋桨理论模型之间偏差，直到目标螺旋桨的三维点云模型与螺旋桨理论模型的平均偏差最小为止。
全局最佳对齐方法，计算量大，并且存在淹没点云与理论模型之间差异的可能；特征最佳对齐方法，在一定约束下移动并对齐点云，运算量相对较小，并且以面或者轴线等几何特征进行约束对齐，更符合实际工程应用习惯。本发明实施例采用特征最佳对齐方法将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下。
具体的，步骤100.1中，利用点云拟合得到目标螺旋桨的轴毂的特征部位，特征部位为大端面、小端面和轴线中的一种或多种；在螺旋桨理论模型上提取轴毂的特征部位，同样的，特征部位为大端面、小端面和轴线中的一种或多种，即螺旋桨理论模型所提取的特征部位与目标螺旋桨的轴毂的特征部位相同。具体对齐时，(1)可以使所述目标螺旋桨的轴毂的大端面与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的大端面对齐；或者，(2)使所述目标螺旋桨的轴毂的小端面与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的小端面对齐；或者，(3)使所述目标螺旋桨的轴毂的轴线与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的轴线对齐；或者，(4)使所述目标螺旋桨的轴毂的大端面和轴线分别与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的大端面和轴线对齐；或者，(5)使所述目标螺旋桨的轴毂的小端面和轴线分别与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的小端面和轴线对齐；或者，(6)使所述目标螺旋桨的轴毂的大端面和小端面分别与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的大端面和小端面对齐；或者，(7)使所述目标螺旋桨的轴毂的大端面、小端面和轴线分别与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的大端面、小端面和轴线对齐。
步骤100.2中，在保证目标螺旋桨的三维点云模型和螺旋桨理论模型面、轴线等几何特征对齐的前提下，不断移目标螺旋桨的三维点云模型，并计算目标螺旋桨的三维点云模型所有点与螺旋桨理论模型之间偏差，直到目标螺旋桨的三维点云模型所有点与螺旋桨理论模型的平均偏差最小为止，这样即实现了目标螺旋桨的三维点云模型所有点与螺旋桨理论模型的对齐。
基于上述实施例，步骤200中所述基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，具体包括：
200.1，对所述螺旋桨理论模型进行网格划分，获得所述螺旋桨理论模型的三维点云；
具体的，理论模型可以是CAD文件，将其进行网格划分，得到螺旋桨理论模型的三维点云。
200.2，根据所述螺旋桨理论模型的三维点云所在的桨叶属性，将所述螺旋桨理论模型的三维点云分为压力面点云和吸力面点云；
200.3，分别计算所述目标螺旋桨的三维点云的每个点到所述压力面点云和吸力面点云的距离；
200.4，将距离所述压力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为压力面，将距离所述吸力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为吸力面。
具体的，步骤200.2中，可以根据螺旋桨理论模型的三维点云所在桨叶(即压力面或吸力背)给点云赋属性，即给每个点云数据(x0i,y0i,z0i)增加桨叶编号和所属面两列数据成为(x0i,y0i,z0i,n0i,f0i)，在同一个压力面上的点云最后两列数据相同。
步骤200.3中，对目标螺旋桨的三维点云的每一点Q，计算点Q距离螺旋桨理论模型所有点的距离，以距离Q最近的螺旋桨理论模型上的点P的桨叶属性作为该点Q的桨叶属性，循环计算使目标螺旋桨的三维点云的每个点都具有桨叶属性。
步骤200.4中，然后根据目标螺旋桨的三维点云的每个点的桨叶属性列进行分类，可达到将扫描点云按桨叶分类的目的。最后，确定为压力面的三维点云上的每个点，距离所述压力面点云较近；确定为吸力面的三维点云上的每个点，距离所述吸力面点云较近。
本发明实施例将旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，可以将螺旋桨整个桨叶曲面多值函数转变为两个单值函数，为后续插值计算形值坐标提供基础，可以降低计算复杂度，提高计算效率，并且提供计算精度。
基于上述实施例，步骤200中所述利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标，具体包括：
200.5，将所述目标螺旋桨的三维点云坐标从笛卡尔坐标系转换到柱坐标系；
200.6，根据所述目标螺旋桨的压力面几何参数的特征点所在的半径R1和角度θ1，插值计算压力面特征点的高度z1，获得压力面特征点的形值坐标为(R1,θ1,z1)；
200.7，根据所述目标螺旋桨的吸力面几何参数的特征点所在的半径R2和角度θ2，插值计算吸力面特征点的高度z2，获得吸力面特征点的形值坐标为(R2,θ2,z2)。
需要说明的是，步骤200.6和200.7并无执行先后顺序关系。本发明实施例将螺旋桨的三维点云坐标从笛卡尔坐标系转换到柱坐标系，通过几何参数所需特征点的所在的半径R、角度θ插值计算出特征点的高度z，特征点的形值坐标为(R,θ,z)，此处本发明实施例分别获取了压力面特征点的形值坐标和吸力面特征点的形值坐标。
基于上述实施例，步骤300，所述根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数，具体包括：
300.1，根据所述压力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的压力面的局部螺距，根据所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的吸力面的局部螺距；
图2为本发明实施例局部螺距定义示意图，本发明实施例中局部螺距分为压力面的局部螺距和吸力面的局部螺距，分别根据压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标获取。
请参考图2，螺旋桨局部螺距的通用定义：局部螺距关注的是螺旋桨压力面和吸力面上距离轴心一定距离(如0.3R、0.4R、0.5R、0.6R、0.7R、0.8R、0.85R、0.9R、0.95R、0.975R)处，距桨叶参考辐射线一定角度(如每隔5°)位置处点的局部螺距，某点的局部螺距是与其处于同一半径上相邻量角度的点Z的差值，按步骤200.6和200.7提取局部螺距特征点的形值坐标(Ri,θi,zi)后，可得到该点的局部螺距值。
请参考图2，0.5R处P1点的局部螺距是与其处于同一半径上相邻量角度的P2点的Z值之差，假设提取局部螺距特征点的形值坐标，P1点的形值坐标为(R1,θ1,z1),P2点的形值坐标为(R2,θ2,z2)后，根据式(1)，计算得到该点螺距P为：
P＝z2-z1 (1)
300.2，根据所述目标螺旋桨的桨叶截面处的局部螺距，获取所述目标螺旋桨的截面螺距和桨叶螺距；
根据截面螺距和桨叶螺距的定义，可依据螺旋桨的桨叶各截面处的局部螺距计算出各桨叶的各半径处的截面螺距和桨叶螺距。
300.3，根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度和截面厚度。需要说明的是，步骤300.2和300.3并无执行先后顺序关系。
步骤300.3，所述根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度和截面厚度，具体包括：
将所述目标螺旋桨的桨叶半径处截面的点的形值坐标(R,θi,zi)，转换为二维截面坐标(x1i,y1i)，其中：
x1i＝R×θi (2)
y1i＝zi (3)
基于所述二维截面坐标，将所述桨叶半径处截面的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面宽度，将所述桨叶半径处截面上、垂直于所述截面宽度的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面厚度。
图3为本发明实施例截面宽度、截面厚度计算示意图，请参考图3，本发明实施例通过式(2)和式(3)将目标螺旋桨的桨叶半径处截面的点的形值坐标转换为二维截面坐标，即实现了三维截面曲线按圆柱面展开，便于后续根据二维截面坐标计算截面宽度和截面厚度。
请参考图3，桨叶半径处截面的最远两端点P3与P4的距离，即为截面宽度；垂直于截面两端点连线P3P4方向上的最大距离为截面厚度。利用遍历算法找到桨叶半径处截面的两端距离最远的两点P3、P4，然后将截面旋转β角度，得到P′3(x′3,y′3)、P′4(x′4,y′4)，则截面宽度w是P′3P′4的长度，截面厚度t是旋转后的截面曲线在y′方向的最大距离P′5P′6，其中P′5(x′5,y′5)、P′6(x′6,y′6)，截面宽度w和截面厚度t为：
w＝x′4-x′3 (4)
t＝y′6-y′5 (5)
综上所述，本发明实施例针对上述现有测量螺旋桨几何尺寸及偏差技术的不足，而提出的一种螺旋桨几何尺寸的测量方法，所述方法利用邻近搜索点云分类算法对螺旋桨整个外形轮廓的三维坐标(即三维点云)进行分类后，插值计算所需特征点坐标，根据相关定义从特征点计算得到螺旋桨的局部螺距、截面螺距、桨叶螺距、截面宽度、截面厚度等参数和螺旋桨与理论模型的全局偏差，该方法能显著提高螺旋桨外形尺寸及偏差的测量精度和测量效率。
本发明实施例还提供一种螺旋桨外形尺寸的三维测量装置，包括：
坐标对齐模块，用于将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
形值坐标模块，用于基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；以及
几何参数模块，用于根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
本发明实施例的装置，可用于执行图1所示的螺旋桨外形尺寸的三维测量方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
基于上述实施例，所述装置还包括：
偏差距离模块，用于获取目标点到相应点的偏差距离，其中，所述目标点为对齐后的目标螺旋桨的三维点云中的点，所述相应点为螺旋桨理论模型的三维点云中与所述目标点的对应的点。
基于上述实施例，所述坐标对齐模块，具体用于：
利用点云拟合得到所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位，使所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的特征部位对齐；其中，所述特征部位为大端面、小端面和轴线中的一种或多种；
移动所述目标螺旋桨的三维点云，使所述目标螺旋桨的三维点云的所有点与所述螺旋桨理论模型之间的平均偏差最小。
基于上述实施例，所述形值坐标模块，具体用于：
对所述螺旋桨理论模型进行网格划分，获得所述螺旋桨理论模型的三维点云；
根据所述螺旋桨理论模型的三维点云所在的桨叶属性，将所述螺旋桨理论模型的三维点云分为压力面点云和吸力面点云；
分别计算所述目标螺旋桨的三维点云的每个点到所述压力面点云和吸力面点云的距离；
将距离所述压力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为压力面，将距离所述吸力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为吸力面。
基于上述实施例，所述形值坐标模块，具体还用于：
将所述目标螺旋桨的三维点云坐标从笛卡尔坐标系转换到柱坐标系；
根据所述目标螺旋桨的压力面几何参数的特征点所在的半径R1和角度θ1，插值计算压力面特征点的高度z1，获得压力面特征点的形值坐标为(R1,θ1,z1)；
根据所述目标螺旋桨的吸力面几何参数的特征点所在的半径R2和角度θ2，插值计算吸力面特征点的高度z2，获得吸力面特征点的形值坐标为(R2,θ2,z2)。
基于上述实施例，所述几何参数模块，具体用于：
根据所述压力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的压力面的局部螺距，根据所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的吸力面的局部螺距；
根据所述目标螺旋桨的桨叶截面处的局部螺距，获取所述目标螺旋桨的截面螺距和桨叶螺距；
根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度、截面厚度。
基于上述实施例，所述根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度、截面厚度，具体包括：
将所述目标螺旋桨的桨叶半径处截面的点的形值坐标(R,θi,zi)，转换为二维截面坐标(x1i,y1i)，其中：
x1i＝R×θi；
y1i＝zi；
基于所述二维截面坐标，将所述桨叶半径处截面的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面宽度，将所述桨叶半径处截面上、垂直于所述截面宽度的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面厚度。
图4为本发明实施例一种电子设备的框架示意图。请参考图4，本发明实施例提供的电子设备，包括：处理器(processor)410、通信接口(Communications Interface)420、存储器(memory)430和总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行如下方法，包括：将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述设备实施例或方法实施例仅仅是示意性的，其中所述处理器和所述存储器可以是物理上分离的部件也可以不是物理上分离的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如U盘、移动硬盘、ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种螺旋桨外形尺寸的三维测量方法，其特征在于，包括：
将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；
根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取目标点到相应点的偏差距离，其中，所述目标点为对齐后的目标螺旋桨的三维点云中的点，所述相应点为螺旋桨理论模型与所述目标点的对应的点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下，具体包括：
利用点云拟合得到所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位，使所述目标螺旋桨的轴毂的特征部位与在所述螺旋桨理论模型的轴毂的特征部位对齐；其中，所述特征部位为大端面、小端面和轴线中的一种或多种；
移动所述目标螺旋桨的三维点云，使所述目标螺旋桨的三维点云的所有点与所述螺旋桨理论模型之间的平均偏差最小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，具体包括：
对所述螺旋桨理论模型进行网格划分，获得所述螺旋桨理论模型的三维点云；
根据所述螺旋桨理论模型的三维点云所在的桨叶属性，将所述螺旋桨理论模型的三维点云分为压力面点云和吸力面点云；
分别计算所述目标螺旋桨的三维点云的每个点到所述压力面点云和吸力面点云的距离；
将距离所述压力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为压力面，将距离所述吸力面点云较近的目标螺旋桨的三维点云确定为吸力面。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标，具体包括：
将所述目标螺旋桨的三维点云坐标从笛卡尔坐标系转换到柱坐标系；
根据所述目标螺旋桨的压力面几何参数的特征点所在的半径R1和角度θ1，插值计算压力面特征点的高度z1，获得压力面特征点的形值坐标为(R1,θ1,z1)；
根据所述目标螺旋桨的吸力面几何参数的特征点所在的半径R2和角度θ2，插值计算吸力面特征点的高度z2，获得吸力面特征点的形值坐标为(R2,θ2,z2)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数，具体包括：
根据所述压力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的压力面的局部螺距，根据所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的吸力面的局部螺距；
根据所述目标螺旋桨的桨叶截面处的局部螺距，获取所述目标螺旋桨的截面螺距和桨叶螺距；
根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度和截面厚度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标螺旋桨的桨叶半径处的截面点的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的截面宽度、截面厚度，具体包括：
将所述目标螺旋桨的桨叶半径处截面的点的形值坐标(R,θi,zi)，转换为二维截面坐标(x1i,y1i)，其中：
x1i＝R×θi；
y1i＝zi；
基于所述二维截面坐标，将所述桨叶半径处截面的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面宽度，将所述桨叶半径处截面上、垂直于所述截面宽度的最远两端的距离作为所述目标螺旋桨的截面厚度。
8.一种螺旋桨外形尺寸的三维测量装置，其特征在于，包括：
坐标对齐模块，用于将目标螺旋桨的三维点云对齐到螺旋桨理论模型的坐标系下；
形值坐标模块，用于基于所述螺旋桨理论模型的三维点云，将对齐后的目标螺旋桨的三维点云分为压力面和吸力面，利用插值算法分别获取压力面的形值坐标和吸力面的形值坐标；以及
几何参数模块，用于根据所述压力面的形值坐标和所述吸力面的形值坐标，获取所述目标螺旋桨的几何参数。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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