CN109614698A - 一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；利用截面数据进行直线拟合，得到目标直线；调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线；根据目标直线和目标曲线得出发动机叶片前缘的几何外形。本方法利用标准型的二次有理bezier曲线模型能够更准确地拟合出表示发动机叶片前缘的几何外形的目标曲线，因此能够相对减小拟合出的图形与实际的bezier曲线形的发动机叶片前缘的几何图形之间的误差，提高检测发动机叶片的性能的准确性。本申请还公开了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及介质

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

在现代航空领域中，航空发动机作为飞机的心脏，被誉为“工业之花”，它直接影响飞机的性能，体现出飞机的可靠性及经济性，而涡轮叶片的质量与性能又对航空发动机的性能有重大影响。随着对航空发动机的研究持续不断地深入，发动机叶片作为航空发动机关键部件之一，其作用是实现能量高效转换，其几何外形直接影响航空发动机的整体性能。发动机叶片可分为前缘、后缘、叶盆以及叶背四个部分，其中，发动机叶片前缘的形状对整个发动机叶片的气动性能有非常大的影响。

随着技术的发展进步，为了提高航空发动机的流动特性和气动性能，目前多使用非圆弧形的叶片前缘，如bezier曲线形代替了传统的圆弧形的叶片前缘。为了精准获取发动机叶片的结构状态，保持发动机的正常运行以及确保飞机的安全，需要对叶片前缘的几何外形进行拟合。根据拟合出的几何形态，对叶片前缘的结构进行分析。而现有技术中，只有针对圆弧形状的叶片前缘的拟合方法，当叶片前缘部分是非圆弧时，若依然使用圆弧形状的叶片前缘的拟合方法，将产生较大的误差，最终影响检测叶片前缘的集合形状的精度、稳定性。

因此，如何提高针对bezier曲线形的叶片前缘的几何外形的拟合程度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，能够提高针对bezier曲线形的叶片前缘的几何外形的拟合程度；本发明的另一目的是提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，包括：

获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；

利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；

调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；

根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。

优选地，所述调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线具体包括：

根据所述截面数据确定出所述目标直线与所述目标曲线的分界点，并将所述分界点设置为所述目标曲线的第一顶点P₀；

根据所述截面数据确定出所述目标曲线的第二顶点P₂；

根据所述第二顶点P₂得出与所述目标曲线相切的参考直线，并根据所述目标直线和所述参考直线的交点确定出所述目标曲线的控制点P₁；

确定出所述目标曲线的目标控制参数；

根据所述第一顶点P₀、所述第二顶点P₂、所述控制点P₁以及所述目标控制参数，并结合所述标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得到所述目标曲线。

优选地，所述目标控制参数的确定方法具体包括：

根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线；

分别计算所述截面数据对应的各检测点到各所述曲线的距离平方和；

比较多个所述距离平方和中值最小的目标距离平方和，并得出与所述目标距离平方和对应的目标控制参数。

优选地，所述根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线具体为：

在所述取值范围内，根据二分法依次确定出多个所述控制参数，并根据各所述控制参数迭代计算出对应的曲线。

优选地，所述利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线具体包括：

通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离；

其中，计算所述第一距离的公式为：

δ_i＝α*r_i+β*c_i+γ；

δ_i表示第i个所述检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，(r_i,c_i)表示第i个所述检测点的所述截面数据；

利用拉格朗日乘数法计算出迭代过程中使得所有的检测点的第一距离的平方和为最小值时对应的目标α、目标β和目标γ；

其中，最小化的计算公式为：ε²＝∑δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

ε²表示所有的检测点与对应的直线的黑塞范式的第一距离的平方和，所述拉格朗日乘数法的约束条件为α²+β²＝1；n表示所述检测点的总数，λ表示拉格朗日乘子；

根据所述目标α、所述目标β和所述目标γ以及所述直线的黑塞范式，得出所述目标直线。

优选地，在所述通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离之后，进一步包括：

为每个所述检测点设置对应的权重；

对应的，最小化的计算公式为：

ε²＝∑ω(δ_i)*δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

其中，ω(δ_i)表示第i个所述检测点的权重，

τ为削波因数，

表示更新权重的阈值，

优选地，所述获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据具体包括：

利用三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，得到三维数据；

将所述三维数据转换为所述发动机叶片的三维轮廓图像；

根据所述三维轮廓图像提取所述发动机叶片前缘的图形截面，并得出对应的截面数据。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，包括：

获取模块，用于获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；

第一拟合模块，用于利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；

第二拟合模块，用于调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；

设置模块，用于根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。

为解决上述技术问题，本发明还提供另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。

本发明实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据，并调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线，然后将得出的目标曲线与拟合出的目标直线相结合，得出发动机叶片前缘的几何外形。由于目前的发动机叶片前缘多采用bezier曲线，因此相较于现有技术中利用圆弧模型来拟合发动机叶片前缘的几何外形的方法，本方法利用标准型的二次有理bezier曲线模型能够更准确地拟合出表示发动机叶片前缘的几何外形的目标曲线，因此能够相对减小拟合出的图形与实际的bezier曲线形的发动机叶片前缘的几何图形之间的误差，提高检测发动机叶片的性能的准确性。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图；

图3为标准型的二次有理bezier曲线模型中第一顶点、第二顶点和控制点的关系示意图；

图4为本发明实施例提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置的结构图；

图5为本发明实施例提供的另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置的结构图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例的核心是提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，能够提高针对bezier曲线形的叶片前缘的几何外形的拟合程度；本发明的另一核心是提供一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图。如图1所示，一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法包括：

S10：获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据。

可以理解的是，本实施例的方法是对发动机叶片前缘的几何外形进行拟合，因此，需要获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据。

具体的，通过获取发动机叶片的三维数据，然后通过MATLAB等软件将获取到的三维数据转换为发动机叶片的三维轮廓图形，然后通过提取三维轮廓图形中表征发动机叶片前缘的图形截面，得出发动机叶片前缘的截面数据。需要说明的是，此时的截面数据为二维数据，表示组成该图形截面的各检测点。具体的，可以是通过坐标测量机(CoordinateMeasuring Machine，CMM)获取发动机叶片的三维数据，也可以通过图像雷达，利用激光、超声波等媒介，或者利用计算机视觉机器获取发动机叶片的三维数据，本实施例对获取发动机叶片的三维数据的方式不做限定。

S20：利用截面数据进行直线拟合，得到目标直线。

需要说明的是，发动机叶片的图形截面是一条曲线和一条与该曲线相切的线段的组合。本步骤是在得出图形截面的各检测点的截面数据之后，通过最小二乘法对得出的截面数据进行直线拟合，得到目标直线。

S30：调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线。

需要说明的是，目前的发动机叶片前缘的几何图形一般使用的是bezier(贝塞尔)曲线形，因此本实施例通过调用预先设置的标准型的二次有理bezier曲线模型，利用截面数据计算出标准型的二次有理bezier曲线模型中的参数，再进行曲线拟合得到目标曲线。

S40：根据目标直线和目标曲线得出发动机叶片前缘的几何外形。

具体的，在拟合出目标直线和目标曲线以后，根据目标直线与目标曲线的组合位置关系得出发动机叶片前缘的几何外形。

本发明实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据，并调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线，然后将得出的目标曲线与拟合出的目标直线相结合，得出发动机叶片前缘的几何外形。由于目前的发动机叶片前缘多采用bezier曲线，因此相较于现有技术中利用圆弧模型来拟合发动机叶片前缘的几何外形的方法，本方法利用标准型的二次有理bezier曲线模型能够更准确地拟合出表示发动机叶片前缘的几何外形的目标曲线，因此能够相对减小拟合出的图形与实际的bezier曲线形的发动机叶片前缘的几何图形之间的误差，提高检测发动机叶片的性能的准确性。

图2为本发明实施例提供的另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的流程图，图3为标准型的二次有理bezier曲线模型中第一顶点、第二顶点和控制点的关系示意图。请参考图2和图3，在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线具体包括：

S21：根据截面数据确定出目标直线与目标曲线的分界点，并将分界点设置为目标曲线的第一顶点P₀；

S22：根据截面数据确定出目标曲线的第二顶点P₂；

S23：根据第二顶点P₂得出与目标曲线相切的参考直线，并根据目标直线和参考直线的交点确定出目标曲线的控制点P₁。

可以理解的是，根据拟合出的目标直线可知，处于目标直线之外的检测点(不在目标直线上的检测点)分为位于目标直线的两侧的两个部分，并且位于目标直线同一侧的所有的检测点到目标直线的距离的符号相同，位于目标直线的两侧的检测点到目标直线的距离的符号相反(一侧为正，一侧为负)。由于目标曲线必然是位于目标直线的同一侧，因此目标曲线上的检测点到目标直线的距离的符号是相同的，分别利用与目标曲线上同一侧的各检测点，计算各检测点到目标直线的距离，当计算出的距离的符号发生转变时，则根据该检测点确定出目标直线与目标曲线的分界点，并将该分界点设置为目标曲线的第一顶点P₀。

可以理解的是，目标曲线有两个顶点，因此通过比较得出与所有检测点距离最远的检测点，并将该检测点确定为目标曲线的第二顶点P₂。在第二顶点P₂附近选择任意一个检测点，根据第二顶点和该任意检测点得出参考直线，并且通过调整参考直线的偏移量，使得参考直线与目标曲线相切，从而确定出该参考直线。

在得出目标直线和参考直线之后，根据目标直线和参考直线的位置关系确定出两者的交点，并将该交点设置为目标曲线的控制点P₁。

S24：确定出目标曲线的目标控制参数。

具体的，控制参数指的是在标准型的二次有理bezier曲线模型中用于控制目标曲线的形状的参数；目标控制参数指的是本实施例中满足条件的控制参数。

具体的，作为优选的实施方式，目标控制参数的确定方法具体包括：

根据控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各控制参数相对应的曲线。

具体的，标准型的二次有理bezier曲线模型为：

依据标准型的二次有理bezier曲线的性质，控制参数w的取值范围为0＜w＜1，当控制参数w趋近于0时，曲线越接近于由第一顶点P₀和第二顶点P₂相连的直线，当控制参数w趋近于1时，曲线的顶点越接近控制点P₁。也就是说，当控制参数w的值不同时，对应的曲线的形状是不同的，此时，各检测点到曲线的距离的平方和也是不同的。并且，在控制参数w的取值范围内，所有的检测点到对应的曲线的距离的平方和是随着控制参数w的取值的增大呈现先减小后增大的变化趋势。因此，通过确定出多个控制参数w值，然后依据各控制参数w值确定与各控制参数w值对应的曲线。

分别计算截面数据对应的各检测点到各曲线的距离平方和；

比较多个距离平方和中值最小的目标距离平方和，并得出与目标距离平方和对应的目标控制参数。

在确定出与各控制参数w对应的曲线之后，分别计算截面数据对应的各检测点到各曲线的距离平方和。具体的，首先确定当前的控制参数w对应的曲线形状，然后判断各检测点是否在当前对应的曲线上，处于曲线上的检测点到当前对应的曲线的距离为零。计算位于当前对应的曲线之外的检测点到当前对应的曲线的距离的方法为：作出当前的曲线的第一顶点P₀和第二顶点P₂的连接线P₀P₂；以该检测点为起点，作出与连接线P₀P₂垂直的垂线；计算出该垂线与当前的曲线的交点，对应的，检测点到曲线的距离为该检测点到该交点的距离，根据各检测点分别计算出的距离得出该控制参数w对应的距离平方和。以此类推，计算出所有的检测点在各控制参数w对应的曲线的距离的平方和。

具体的，在得出多个距离平方和之后，比较得出多个距离平方和中值最小的目标距离平方和，并且得出该目标距离平方相对应的目标控制参数w。

作为优选的实施方式，根据控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各控制参数相对应的曲线具体为：

在取值范围内，根据二分法依次确定出多个控制参数，并根据各控制参数迭代计算出对应的曲线。

由于各检测点的距离的平方和与w的关系是先增大后减小的，因此，本实施例中优选地使用根据二分法依次确定出多个控制参数w，以更快速准确地确定出目标控制参数w。也即，首先根据控制参数w的取值范围0＜w＜1，分别取接近于0和接近于1的控制参数；计算出这两个控制参数的中间值，得出第三个控制参数；分别计算所有检测点与这三个控制参数分别对应的曲线的距离平方和，并得出距离平方和的值较小的两个控制参数，作为两个新的控制参数；再通过计算出这两个控制参数的中间值，作为新的第三个控制参数；再分别计算所有检测点与这三个新的控制参数分别对应的曲线的距离平方和，依次类推，通过不断地迭代以逐渐逼近目标曲线，直到获得一个控制参数w使得距离平方和最小，该控制参数w即为目标控制参数w。

S25：根据第一顶点P₀、第二顶点P₂、控制点P₁以及目标控制参数，并结合标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得到目标曲线。

具体的，在根据上述步骤得出第一顶点P₀、第二顶点P₂、控制点P₁以及目标控制参数w之后，调用预先设置的标准型的二次有理bezier曲线模型，并将第一顶点P₀、第二顶点P₂、控制点P₁以及目标控制参数w输入到该模型中进行曲线拟合，从而得到目标曲线。

本实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，通过利用标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得出目标曲线，使得该目标曲线相较于现有技术中利用圆弧模型进行拟合目标曲线的方法，能够使得目标曲线更贴近发动机叶片前缘的实际几何外形。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，利用截面数据进行直线拟合，得到目标直线具体包括：

通过迭代的方式计算截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离；

其中，计算第一距离的公式为：

δ_i＝α*r_i+β*c_i+γ；

δ_i表示第i个检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，(r_i,c_i)表示第i个检测点的截面数据；

利用拉格朗日乘数法计算出迭代过程中使得所有的检测点的第一距离的平方和为最小值时对应的目标α、目标β和目标γ；

其中，最小化的计算公式为：ε²＝∑δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

ε²表示所有的检测点与对应的直线的黑塞范式的第一距离的平方和，拉格朗日乘数法的约束条件为α²+β²＝1；n表示检测点的总数，λ表示拉格朗日乘子；

根据目标α、目标β和目标γ以及直线的黑塞范式，得出目标直线。

可以理解的是，本实施例中优选地利用直线的黑塞范式作为初始的标准直线，通过迭代的方式计算截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，并利用各检测点的第一距离计算出所有的检测点到当前的直线的黑塞范式的距离的平方和。

需要说明的是，各检测点(r_i,c_i)到对应的直线的黑塞范式的第一距离为δ_i＝α*r_i+β*c_i+γ，通过一系列的点(r_i,c_i)，i＝1,2,3...n来拟合出目标直线。可以理解的是，拉格朗日乘数法是一种计算最优解的算法，因此本实施例通过拉格朗日乘数法确定出使得距离的平方和最小对应的目标α、目标β和目标γ，然后根据目标α、目标β和目标γ得出对应的直线，即为目标直线。

通过对直线的黑塞范式进行重复迭代，当直线上的检测点的数量与所有的检测点的数量的比值大于预设阈值时，则停止迭代，对应得出的直线则为目标直线。可以理解的是，预设阈值根据实际需求进行设置，例如，可以将设置为60％或90％等，本实施例对此不做限定。

作为优选的实施方式，在通过迭代的方式计算截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离之后，进一步包括：

为每个检测点设置对应的权重；

对应的，最小化的计算公式为：

ε²＝∑ω(δ_i)*δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

其中，ω(δ_i)表示第i个检测点的权重，

τ为削波因数，

表示更新权重的阈值，

需要说明的是，为了减少各检测点中距离目标直线较远的检测点对拟合目标直线的准确度的影响，作为优选的实施方式，本实施例中优选地为每个检测点设置权重，也即为每个第一距离设置权重。具体的，常用的权重函数有Huber权重函数和Tukey权重函数，本实施例优选地使用Tukey权重函数。

对应的，利用每个检测点的权重，更新最小化的计算公式为：

ε²＝∑ω(δ_i)*δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；ω(δ_i)也即第i个检测点的权重。

在具体实施中，是通过迭代的方式来拟合直线，第一次迭代中使用权重ω(δ_i)＝1,i＝0,1,2...n，即执行一个标准的直线拟合，先拟合出一条近似直线，并根据该近似直线计算出检测点到该近似直线的距离，然后应用权重函数ω(δ_i)迭代计算出下一迭代权重。

具体的，在本实施例中，

当δ_i的值大于τ时，则第i个检测点的权重为零，为零则表示该检测点不参与目标直线的拟合。表示更新权重的阈值，median(δ_i)表示所有的检测点到当前的直线的黑塞范式的第一距离中的中位数。由于每次迭代计算之后对应的直线是不一样的，因此检测点到直线的距离也就发生了变化，所以需要根据更新削波因数τ。

本实施例通过利用图形截面上的截面数据，并且通过Tukey权重函数拟合出目标直线，能够使得得出的目标直线更加准确。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据具体包括：

利用三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，得到三维数据；

将三维数据转换为发动机叶片的三维轮廓图像；

根据三维轮廓图像提取发动机叶片前缘的图形截面，并得出对应的截面数据。

具体的，在本实施例中，是通过三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，得到三维数据。更具体的，可以利用装有激光相机的三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，以得到三维数据；然后通过将三维数据进行图像转换，得到发动机叶片的三维轮廓图像，也即三维图像是由扫描得出的三维数据转换得出的。在得出三维轮廓图像之后，对三维轮廓图像进行截取，提取出发动机叶片前缘的图形截面，该图形截面上的数据则为截面数据，截面数据包括多个检测点。

本实施例中获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据的方法，能够直接准确地获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据，以便于后续在对发动机叶片前缘的几何外形的拟合过程的准确性。

上文对于本发明提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该方法对应的对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置及计算机可读存储介质，由于装置及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图4为本发明实施例提供的一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置的结构图，如图4所示，一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置包括：

获取模块41，用于获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；

第一拟合模块42，用于利用截面数据进行直线拟合，得到目标直线；

第二拟合模块43，用于调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合截面数据进行曲线拟合，得到目标曲线；

设置模块44，用于根据目标直线和目标曲线得出发动机叶片前缘的几何外形。

本发明实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，具有上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的有益效果。

图5为本发明实施例提供的另一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置的结构图，如图5所示，一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置包括：

存储器51，用于存储计算机程序；

处理器52，用于执行计算机程序时实现如上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。

本发明实施例提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，具有上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的有益效果。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。

本发明实施例提供的计算机可读存储介质，具有上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的有益效果。

可见，本实施例公开的一种计算机可读存储介质，由于可以通过处理器调用计算机可读存储介质存储的与对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置中的计算机程序相同的分析程序，从而实现如上述任一实施例提到的对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置所具有的步骤，所以本实施例提供的计算机可读存储介质具有同上述对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置同样的实际效果。

以上对本发明所提供的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法、装置及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (10)

1.一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法，其特征在于，包括：

获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；

利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；

调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；

根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线具体包括：

根据所述截面数据确定出所述目标直线与所述目标曲线的分界点，并将所述分界点设置为所述目标曲线的第一顶点P₀；

根据所述截面数据确定出所述目标曲线的第二顶点P₂；

根据所述第二顶点P₂得出与所述目标曲线相切的参考直线，并根据所述目标直线和所述参考直线的交点确定出所述目标曲线的控制点P₁；

确定出所述目标曲线的目标控制参数；

根据所述第一顶点P₀、所述第二顶点P₂、所述控制点P₁以及所述目标控制参数，并结合所述标准型的二次有理bezier曲线模型进行曲线拟合，得到所述目标曲线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标控制参数的确定方法具体包括：

根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线；

分别计算所述截面数据对应的各检测点到各所述曲线的距离平方和；

比较多个所述距离平方和中值最小的目标距离平方和，并得出与所述目标距离平方和对应的目标控制参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制参数的取值范围依次确定出多个控制参数和与各所述控制参数相对应的曲线具体为：

在所述取值范围内，根据二分法依次确定出多个所述控制参数，并根据各所述控制参数迭代计算出对应的曲线。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线具体包括：

通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离；

其中，计算所述第一距离的公式为：

δ_i＝α*r_i+β*c_i+γ；

δ_i表示第i个所述检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离，(r_i,c_i)表示第i个所述检测点的所述截面数据；

利用拉格朗日乘数法计算出迭代过程中使得所有的检测点的第一距离的平方和为最小值时对应的目标α、目标β和目标γ；

其中，最小化的计算公式为：ε²＝∑δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

ε²表示所有的检测点与对应的直线的黑塞范式的第一距离的平方和，所述拉格朗日乘数法的约束条件为α²+β²＝1；n表示所述检测点的总数，λ表示拉格朗日乘子；

根据所述目标α、所述目标β和所述目标γ以及所述直线的黑塞范式，得出所述目标直线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述通过迭代的方式计算所述截面数据对应的检测点到前一次计算出的直线的黑塞范式的第一距离之后，进一步包括：

为每个所述检测点设置对应的权重；

对应的，最小化的计算公式为：

ε²＝∑ω(δ_i)*δ_i ²-λ(α²+β²-1)*n；

其中，ω(δ_i)表示第i个所述检测点的权重，

τ为削波因数，

表示更新权重的阈值，

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据具体包括：

利用三维数据扫描机对发动机叶片进行扫描，得到三维数据；

将所述三维数据转换为所述发动机叶片的三维轮廓图像；

根据所述三维轮廓图像提取所述发动机叶片前缘的图形截面，并得出对应的截面数据。

8.一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取发动机叶片前缘的图形截面的截面数据；

第一拟合模块，用于利用所述截面数据进行直线拟合，得到目标直线；

第二拟合模块，用于调用标准型的二次有理bezier曲线模型，结合所述截面数据进行曲线拟合，得到所述目标曲线；

设置模块，用于根据所述目标直线和所述目标曲线得出所述发动机叶片前缘的几何外形。

9.一种对发动机叶片前缘的几何外形拟合装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的对发动机叶片前缘的几何外形拟合方法的步骤。