CN114789798B - 一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质 - Google Patents

一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质 Download PDF

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CN114789798B CN202210734905.6A CN202210734905A CN114789798B CN 114789798 B CN114789798 B CN 114789798B CN 202210734905 A CN202210734905 A CN 202210734905A CN 114789798 B CN114789798 B CN 114789798B
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Abstract

本申请公开了一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质，包括：获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取所述舱门阶差预测数据。本申请基于飞机舱门和骨架的实测数据，并结合运动关系对阶差数据进行预测，更加真实的反映舱门阶差的情况，并且不需要将舱门装配到骨架上进行测量，避免舱门反复装配测量调整，准确度高，有效提高舱门阶差数据测量的效率。

Description

一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质
技术领域
本申请涉及飞机装配技术领域，具体涉及一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质。
背景技术
在国内外先进飞机的设计制造中，为了方便维护和功能需要，需要开设通道，如机表口盖或者起落架舱门等，这些活动部件通过运动轴连接到飞机骨架上，由作动器控制实现开启或关闭。而飞机外形表面不连续性作为一项重要的质量指标，对飞机高速飞行时的气动升力、阻力和稳定性有着不同的影响，具体来说就是需要严格控制活动部件的阶差。
通常情况下，飞行器的舱门等类似结构，以其转轴铰链、操纵点、锁等为主要接口，实现与固定结构的对接，这些接口同时也是舱门等结构位置精度的主要影响因素，舱门位置精度体现在与相邻结构之间的间隙和阶差，间隙会影响到构件运动功能，阶差则影响飞行器的气动性能。
目前，活动部件的阶差测量及控制工作，通常是在活动部件装配阶段进行的，对于舱门这类大尺寸弱刚性的活动部件，主要通过人工的方式进行测量，不同测量人员获得的测量结果差异较大，相应的阶差控制工作受限于阶差测量数据精度，同时人工检测器存在损耗和精度不高的缺陷，舱门的阶差测量工作不容易实施，阶差数据测量的效率较低。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质，旨在解决现有技术中对飞机舱门阶差测量的效率较低的问题。
为实现上述目的，本申请的实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种飞机舱门阶差预测方法，包括：
获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；
根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；
根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；
根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据。
可选地，所述根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差，包括：
获取所述骨架对应的第一实际分析特征点；
获取所述舱门对应的第二实际分析特征点；
根据所述第一实际分析特征点和所述第一特征点，获得所述第一外形误差；
根据所述第二实际分析特征点和所述第二特征点，获得所述第二外形误差。
可选地，所述根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量，包括：
根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系；
获取所述第二特征点对应的极坐标，以获得目标特征点；
根据所述目标特征点，获得在平面直角坐标系下所述第二特征点处的所述转动速度向量和所述法向向量。可选地，所述根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率，包括：
根据如下公式获取所述阶差变化率：
Figure 820322DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 292891DEST_PATH_IMAGE002
为所述舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为所述目标特征点的极径，
Figure 406341DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二特征点的位移，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述转动速度向量，
Figure 393889DEST_PATH_IMAGE006
为所述法向向量，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为所述
Figure 680513DEST_PATH_IMAGE004
在所述第二特征点处法向向量
Figure 742010DEST_PATH_IMAGE006
上的位移，
Figure 26361DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率。
可选地，所述根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据，包括：
根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE009
获取所述舱门阶差预测数据；
其中，
Figure 990951DEST_PATH_IMAGE010
为所述第二外形误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一外形误差，
Figure 81267DEST_PATH_IMAGE012
为舱门开合角度误差，
Figure 262849DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为所述舱门阶差预测数据，
Figure 514839DEST_PATH_IMAGE012
的取值由所述舱门的尺寸确定。
可选地，在所述根据公式
Figure 414662DEST_PATH_IMAGE014
获取所述舱门阶差预测数据之前，所述方法还包括：
根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE015
确定所述舱门开合角度误差；
其中，
Figure 980772DEST_PATH_IMAGE016
为最大容许阶差范围，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为所述舱门的最大运动半径，min为最小值函数。
可选地，所述根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系，包括：
获取特征分析平面；其中，所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线垂直，且通过所述第二特征点；
根据所述特征分析平面构建所述极坐标系和所述平面直角坐标系；
其中，所述极坐标系的极点为所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线的交点，所述极坐标系的极轴为所述平面直角坐标系的横坐标的正向。
第二方面，本申请实施例提供一种飞机舱门阶差预测装置，包括：
特征点获取模块，用于获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；
误差获取模块，用于根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
向量获取模块，用于根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；
计算模块，用于根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；
阶差预测模块，用于根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行第一方面的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
本申请通过激光跟踪仪实时测量骨架对应的第一实际分析特征点以及舱门对应的第二实际分析特征点，基于第一实际分析特征点和第一特征点获得第一外形误差，基于第二实际分析特征点和第二特征点获得第二外形误差，从而更加真实的反映实际阶差情况；结合运动学将第二特征点经过坐标转换转化到对应的极坐标系和平面直角坐标系中，从而计算出准确的转动速度向量和法向向量，加快数据处理的速度；将舱门实际开合角度相较于理论角度发生微小角度变化量、舱门开合角度误差、最大容许阶差范围、舱门最大运动半径等影响阶差预测数据的因素代入计算过程中，从而获得更为准确的阶差预测数据，减少干扰因素的影响，提高阶差数据预测数据的准确度；在零件制造阶段就可以直接获取测量数据，不需要将运动部件装配到飞机骨架上，就可以对舱门阶差情况进行预测，节省了时间和人工成本；制造人员也可以根据阶差预测数据提前采取措施保证阶差，避免了舱门反复装配测量调整，需要劳动强度低，能更好的满足装配需求，有效提高了舱门阶差数据测量的效率，同时本预测方法适用于类似运动部件的阶差或者姿态角度的预测，具有较好的推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例涉及的硬件运行环境的电子设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种飞机舱门阶差预测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的飞机舱门阶差预测装置结构示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例的主要解决方案是：提出一种飞机舱门阶差预测方法、装置、设备及介质，通过获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和法向向量为平面直角坐标系下的向量；根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获得所述舱门阶差预测数据。
通常情况下，飞行器的舱门等类似结构，以其转轴铰链、操纵点、锁等为主要接口，实现与固定结构的对接，这些接口同时也是舱门等结构位置精度的主要影响因素，舱门位置精度体现在与相邻结构之间的间隙和阶差，间隙会影响到构件运动功能，阶差则影响飞行器的气动性能。
目前，活动部件的阶差测量及控制工作，通常是在活动部件装配阶段进行的。对于尺寸较小的活动部件，阶差测量比较容易实施，阶差测量精度也比较高，阶差控制通过局部加垫或者打磨都可以很快调整到位；而对于舱门这类大尺寸弱刚性的活动部件，主要通过人工的方式进行测量，不同测量人员获得的测量结果差异较大，相应的阶差控制工作受限于阶差测量数据精度，在测量过程中需要反复调整修配，同时人工检测器存在损耗和精度不高的缺陷，舱门的阶差测量工作不容易实施，阶差数据测量的效率较低。
为此，本申请提供一种解决方案，通过获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和法向向量为平面直角坐标系下的向量；根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取所述舱门阶差预测数据，解决了现有技术中对飞机舱门阶差测量的效率较低的问题。
参照附图1，附图1为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备结构示意图，该电子设备可以包括：处理器101，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线102、用户接口104，网络接口103，存储器105。其中，通信总线102用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口104可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口104还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口103可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器105可选的可以是独立于前述处理器101的存储装置，存储器105可能是高速的随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），也可能是稳定的非易失性存储器（Non-VolatileMemory，NVM），例如至少一个磁盘存储器；处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等，还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本领域技术人员可以理解，附图1中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如附图1所示，作为一种存储介质的存储器105中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及飞机舱门阶差预测装置。
在附图1所示的电子设备中，网络接口103主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口104主要用于与用户进行数据交互；本申请电子设备中的处理器101、存储器105可以设置在电子设备中，电子设备通过处理器101调用存储器105中存储的飞机舱门阶差预测装置，并执行本申请实施例提供的飞机舱门阶差预测方法。
参照附图2，附图2为本申请实施例提供的一种飞机舱门阶差预测方法的流程示意图，如附图2所示，该方法可以应用于终端设备以及服务器；其中终端设备具体可以为智能手机、平板电脑、计算机、个人数字助理（Personal Digital Assitant，PDA）等；服务器具体可以为应用服务器，也可以为Web服务器，该方法包括：
步骤201：获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点。
在具体实施过程中，在骨架和舱门的理论模型中，沿舱门和骨架缝隙间隔一定距离选取分析部位，在分析部位作垂直于缝隙的分析截面，在分析截面内分别确定骨架对应的第一特征点
Figure 344758DEST_PATH_IMAGE018
，舱门对应的第二特征点
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，其中，第一特征点和第二特征点为飞机坐标系中的点，分析部位沿舱门和骨架的缝隙均匀选取，包括轮廓转折点、曲率变化比较剧烈部位等，骨架特征点距离理论缝隙距离≤5mm，舱门特征点距离理论缝隙距离≤5mm。
表1为本申请实施例在骨架和舱门的理想状态下，沿舱门与骨架缝隙间隔一定距离选取27个分析部位，在分析部位作垂直于缝隙的分析截面，在截面内分别确定的27个骨架特征点的点位信息和27个舱门特征点的点位信息，单位为mm。
表1
Figure 269114DEST_PATH_IMAGE020
步骤202：根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
其中，第一外形误差为骨架的实际特征点与理论特征点之间的法向误差，即对比骨架理论外形与实际外形获得的外形误差；第二外形误差为舱门的实际特征点与理论特征点之间的法向误差，即对比舱门理论外形与实际外形获得的外形误差。
步骤203：根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；
其中，转动速度向量为第二特征点处的转动速度方向向量在平面直角坐标系中的坐标表示，法向向量为第二特征点处的法向方向向量在平面直角坐标系中的坐标表示，第二特征点为飞机坐标系中的点。
步骤204：根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率。
在具体实施过程中，阶差变化率为第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数，阶差变化率可以根据导数的定义、基本公式、四则运算法等方法计算获得，本申请实施例对此不做具体限定。
步骤205：根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据。
在具体实施过程中，舱门阶差预测数据为对骨架的实际特征点与理论特征点之间的法向误差、舱门的实际特征点与理论特征点之间的法向误差以及第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数进行特征分析和计算获得。
本申请实施例对第一特征点、第二特征点、第一外形误差和外形误差的实测数据进行分析，结合运动学计算舱门的阶差变化率和阶差预测数据，能够更加真实的反映阶差情况，并且在零件制造阶段就可以直接获取测量数据，不需要将运动部件装配到飞机骨架上，就可以对舱门阶差情况进行预测，节省了时间和人工成本，制造人员也可以根据阶差预测数据提前采取措施保证阶差，避免了舱门反复装配测量调整，需要劳动强度低，能更好的满足装配需求，有效提高了舱门阶差数据测量的效率。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差，包括：
获取所述骨架对应的第一实际分析特征点；
获取所述舱门对应的第二实际分析特征点；
根据所述第一实际分析特征点和所述第一特征点，获得所述第一外形误差；
根据所述第二实际分析特征点和所述第二特征点，获得所述第二外形误差。
其中，第一实际分析特征点为对实际飞机骨架进行测量获得，第二实际分析特征点为对实际飞机舱门进行测量获得。在具体实施过程中，以飞机骨架上工艺孔为参考点，构建飞机坐标系，使用激光跟踪仪测量第一实际分析特征点，包括骨架运动轴线和外形测量数据，根据实测数据计算骨架的第一实际分析特征点与第一特征点之间的法向误差，骨架的第一实际分析特征点记为
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，则第一外形误差
Figure 656233DEST_PATH_IMAGE022
。
其次，以飞机舱门上工艺孔为参考点，构建飞机坐标系，使用激光跟踪仪测量获取舱门的第二实际分析特征点，根据实测数据计算舱门的第二实际分析特征点与第二特征点之间的法向误差，舱门的第二实际分析特征点记为
Figure 26034DEST_PATH_IMAGE023
，则第二外形误差
Figure 978947DEST_PATH_IMAGE024
。
表2为本申请实施例以飞机骨架上6个工艺孔为参考点，构建飞机坐标系，坐标系构建误差为0.032mm，使用激光跟踪仪测量获取第一实际分析特征点，根据实测数据计算骨架的第一实际分析特征点与第一特征点之间的法向误差，从而获得第一外形误差集
Figure 776001DEST_PATH_IMAGE025
，本申请实施例中选取27个骨架实际特征点，即n的取值为27，单位为mm。
其次，以飞机舱门上7个工艺孔为参考点，构建飞机坐标系，坐标系构建误差为0.028mm，使用激光跟踪仪测量获取第二实际分析特征点，根据实测数据计算舱门的第二实际分析特征点与第二特征点之间的法向误差，从而获得第二外形误差集
Figure 384837DEST_PATH_IMAGE026
，本申请实施例中选取27个舱门实际特征点，即n的取值为27，单位为mm。
表2
Figure 620646DEST_PATH_IMAGE027
在本申请实施例中，通过激光跟踪仪实时测量骨架对应的第一实际分析特征点以及舱门对应的第二实际分析特征点，然后基于第一实际分析特征点和第一特征点获得第一外形误差，基于第二实际分析特征点和第二特征点获得第二外形误差，从而更加真实的反映实际的阶差情况，有效提高阶差预测数据的准确度。
在一种可选的实施方式中，根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量，包括：
根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系；
获取所述第二特征点对应的极坐标，以获得目标特征点；
根据所述目标特征点，获得在平面直角坐标系下所述第二特征点处的所述转动速度向量和所述法向向量。
其中，所述根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系，包括：
获取特征分析平面；其中，所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线垂直，且通过所述第二特征点；
根据所述特征分析平面构建所述极坐标系和所述平面直角坐标系；
其中，所述极坐标系的极点为所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线的交点，所述极坐标系的极轴为所述平面直角坐标系的横坐标的正向。
在具体实施过程中，通过构建运动分析模型来计算第二特征点处的转动速度向量和法向向量，具体为：以垂直于运动轴线
Figure 631328DEST_PATH_IMAGE028
，且通过舱门对应的第二特征点的截面为特征分析平面，构建极坐标系
Figure 599284DEST_PATH_IMAGE029
和平面直角坐标系
Figure 695416DEST_PATH_IMAGE030
，极坐标系的极点为特征分析平面与运动轴线的交点，极轴为平面直角坐标系
Figure 469337DEST_PATH_IMAGE030
的u轴正向。
将飞机坐标系下的第二特征点经过坐标转换，计算平面直角坐标系下第二特征点处的转动速度向量
Figure 334525DEST_PATH_IMAGE031
和法向向量
Figure 473382DEST_PATH_IMAGE032
，具体过程如下：
根据如下公式计算舱门的第二特征点
Figure 620592DEST_PATH_IMAGE033
在极坐标系
Figure 870307DEST_PATH_IMAGE029
下的目标特征点
Figure 917898DEST_PATH_IMAGE034
的坐标值：
Figure 227656DEST_PATH_IMAGE035
Figure 298381DEST_PATH_IMAGE036
其中，
Figure 414104DEST_PATH_IMAGE037
为目标特征点到原点的距离，
Figure 253884DEST_PATH_IMAGE038
为目标特征点在极坐标系下的方向角度，
Figure 796861DEST_PATH_IMAGE039
为第二特征点在飞机坐标系中X轴上的投影，
Figure 89302DEST_PATH_IMAGE040
为运动轴线在X轴上的投影，
Figure 510181DEST_PATH_IMAGE041
为运动轴线在Z轴上的投影，
Figure 204468DEST_PATH_IMAGE042
为反余弦函数。
目标特征点在平面直角坐标系中的坐标表示为：
Figure 856029DEST_PATH_IMAGE043
，目标特征点在极坐标系下的转动速度方向向量为
Figure 963662DEST_PATH_IMAGE044
，则对应平面直角坐标系中的坐标表示为：
Figure 358872DEST_PATH_IMAGE045
。
第二特征点处的法向向量
Figure 907665DEST_PATH_IMAGE046
在极坐标系下的坐标表示为
Figure 58023DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 325057DEST_PATH_IMAGE048
代表法向向量在极坐标系下的方向角度，根据如下公式计算
Figure 523957DEST_PATH_IMAGE049
的值：
Figure 989573DEST_PATH_IMAGE050
因此，第二特征点处的法向向量在平面直角坐标系中的坐标表示为：
Figure 248516DEST_PATH_IMAGE051
。
表3为本申请实施例基于表1选取的27个舱门理论特征点，通过上述公式计算每一个舱门理论特征点对应的
Figure 2846DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 303639DEST_PATH_IMAGE053
、
Figure 827024DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 256869DEST_PATH_IMAGE055
、
Figure 295232DEST_PATH_IMAGE056
和
Figure 835935DEST_PATH_IMAGE057
。
表3
Figure 479406DEST_PATH_IMAGE058
本申请实施例基于运动分析模型和飞机舱门实测的数据，将第二特征点经过坐标转换转化到对应的极坐标系和平面直角坐标系中，从而计算出准确的转动速度向量和法向向量，加快数据处理的速度，实现对阶差数据预测数据的有效处理。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率，包括：
根据如下公式获取所述阶差变化率：
Figure 876889DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 605810DEST_PATH_IMAGE002
为所述舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量，
Figure 684625DEST_PATH_IMAGE003
为所述目标特征点的极径，
Figure 244919DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二特征点的位移，
Figure 750987DEST_PATH_IMAGE005
为所述转动速度向量，
Figure 967205DEST_PATH_IMAGE006
为所述法向向量，
Figure 413492DEST_PATH_IMAGE007
为所述
Figure 765976DEST_PATH_IMAGE004
在所述第二特征点处法向向量
Figure 708524DEST_PATH_IMAGE006
上的位移，
Figure 208775DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率。
在本申请实施例中，充分考虑到舱门运动导致舱门实际开合角度相较于理论角度发生微小角度变化量的因素，计算第二特征点的位移
Figure 629392DEST_PATH_IMAGE004
，则位移
Figure 101962DEST_PATH_IMAGE004
在第二特征点处法向方向向量上的位移为：
Figure 12149DEST_PATH_IMAGE059
。
因此，第二特征点处的阶差变化率
Figure 937380DEST_PATH_IMAGE060
为：
Figure 224005DEST_PATH_IMAGE061
，即
Figure 551081DEST_PATH_IMAGE062
。
表4为本申请实施例基于表1选取的27个舱门理论特征点，通过上述公式计算每一个舱门理论特征点对应的
Figure 835432DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 247958DEST_PATH_IMAGE063
、
Figure 574160DEST_PATH_IMAGE064
和
Figure 755742DEST_PATH_IMAGE065
。
表4
Figure 210995DEST_PATH_IMAGE066
本申请实施例充分考虑了舱门实际开合角度相较于理论角度发生微小角度变化量的因素，使得计算获得的阶差变化率更加接近真实数据值，从而提高阶差数据预测数据的准确度。
在一种可选的实施方式中，所述根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据，包括：
根据公式
Figure 173134DEST_PATH_IMAGE009
获取所述舱门阶差预测数据；
其中，
Figure 739245DEST_PATH_IMAGE010
为所述第二外形误差，
Figure 775334DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一外形误差，
Figure 463804DEST_PATH_IMAGE012
为舱门开合角度误差，
Figure 850923DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率，
Figure 17462DEST_PATH_IMAGE013
为所述舱门阶差预测数据，
Figure 173637DEST_PATH_IMAGE012
的取值由所述舱门的尺寸确定。
在所述根据公式
Figure 970692DEST_PATH_IMAGE014
获取所述舱门阶差预测数据之前，所述方法还包括：
根据公式
Figure 579528DEST_PATH_IMAGE015
确定所述舱门开合角度误差；
其中，
Figure 316802DEST_PATH_IMAGE016
为最大容许阶差范围，
Figure 327483DEST_PATH_IMAGE017
为所述舱门的最大运动半径，min为最小值函数。
在具体实施过程中，根据第二外形误差
Figure 357756DEST_PATH_IMAGE010
、第一外形误差
Figure 453888DEST_PATH_IMAGE011
、阶差变化率
Figure 899913DEST_PATH_IMAGE008
计算舱门阶差预测数据，同时考虑舱门实际状态与理论状态的弧度角度偏差
Figure 30680DEST_PATH_IMAGE012
对阶差预测数据的影响，
Figure 231854DEST_PATH_IMAGE012
的值由舱门的尺寸大小确定，具体方式为：
Figure 815282DEST_PATH_IMAGE067
，
Figure 64998DEST_PATH_IMAGE069
的绝对值小于
Figure 112589DEST_PATH_IMAGE070
区间的最小值，
Figure 422347DEST_PATH_IMAGE016
为最大容许阶差范围，
Figure 493071DEST_PATH_IMAGE071
为舱门最大运动半径。
表5为本申请实施例基于表1选取的27个舱门理论特征点，通过上述公式计算每一个舱门理论特征点对应的
Figure 121979DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 961759DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 442418DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 797176DEST_PATH_IMAGE072
，k=0.0005。
表5
Figure 654274DEST_PATH_IMAGE073
本申请实施例根据第二外形误差
Figure 348561DEST_PATH_IMAGE010
、第一外形误差
Figure 62439DEST_PATH_IMAGE011
、阶差变化率
Figure 107755DEST_PATH_IMAGE008
计算舱门阶差预测数据，将舱门开合角度误差、最大容许阶差范围和舱门最大运动半径等影响阶差预测数据的因素代入计算过程中，从而获得更为准确的阶差预测数据，减少干扰因素的影响。
参照附图3，附图3为本申请实施例提供的飞机舱门阶差预测装置300结构示意图，该装置可以是电子设备上的模块、程序段或代码。应理解，该装置与上述附图2方法实施例对应，能够执行附图2方法实施例涉及的各个步骤，该装置具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。如附图3所示，该装置包括：特征点获取模块301、误差获取模块302、向量获取模块303、计算模块304和阶差预测模块305；其中：
特征点获取模块301，用于获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；
误差获取模块302，用于根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
向量获取模块303，用于据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；
计算模块304，用于根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；
阶差预测模块305，用于根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据。
作为一种可选的实施方式，误差获取模块302具体用于：
获取所述骨架对应的第一实际分析特征点；
获取所述舱门对应的第二实际分析特征点；
根据所述第一实际分析特征点和所述第一特征点，获得所述第一外形误差；
根据所述第二实际分析特征点和所述第二特征点，获得所述第二外形误差。
作为一种可选的实施方式，向量获取模块303具体用于：
根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系；
获取所述第二特征点对应的极坐标，以获得目标特征点；
根据所述目标特征点，获得在平面直角坐标系下所述第二特征点处的所述转动速度向量和所述法向向量。
作为一种可选的实施方式，计算模块304具体用于：
根据如下公式获取所述阶差变化率：
Figure 502964DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 114074DEST_PATH_IMAGE002
为所述舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量，
Figure 202116DEST_PATH_IMAGE003
为所述目标特征点的极径，
Figure 469149DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二特征点的位移，
Figure 966252DEST_PATH_IMAGE005
为所述转动速度向量，
Figure 635131DEST_PATH_IMAGE006
为所述法向向量，
Figure 956391DEST_PATH_IMAGE007
为所述
Figure 445141DEST_PATH_IMAGE004
在所述第二特征点处法向向量
Figure 510049DEST_PATH_IMAGE006
上的位移，
Figure 33434DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率。
作为一种可选的实施方式，阶差预测模块305具体用于：
根据公式
Figure 197699DEST_PATH_IMAGE009
获取所述舱门阶差预测数据；
其中，
Figure 501641DEST_PATH_IMAGE010
为所述第二外形误差，
Figure 42344DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一外形误差，
Figure 420236DEST_PATH_IMAGE012
为舱门开合角度误差，
Figure 584763DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率，
Figure 48106DEST_PATH_IMAGE013
为所述舱门阶差预测数据，
Figure 392499DEST_PATH_IMAGE012
的取值由所述舱门的尺寸确定。
作为一种可选的实施方式，阶差预测模块305具体用于：
根据公式
Figure 952794DEST_PATH_IMAGE015
确定所述舱门开合角度误差；
其中，
Figure 458861DEST_PATH_IMAGE016
为最大容许阶差范围，
Figure 675079DEST_PATH_IMAGE017
为所述舱门的最大运动半径，min为最小值函数。
作为一种可选的实施方式，向量获取模块303具体用于：
获取特征分析平面；其中，所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线垂直，且通过所述第二特征点；
根据所述特征分析平面构建所述极坐标系和所述平面直角坐标系；
其中，所述极坐标系的极点为所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线的交点，所述极坐标系的极轴为所述平面直角坐标系的横坐标的正向。
综上所述，本申请实施例通过激光跟踪仪实时测量骨架对应的第一实际分析特征点以及舱门对应的第二实际分析特征点，基于第一实际分析特征点和第一特征点获得第一外形误差，基于第二实际分析特征点和第二特征点获得第二外形误差，从而更加真实的反映实际阶差情况；结合运动学将第二特征点经过坐标转换转化到对应的极坐标系和平面直角坐标系中，从而计算出准确的转动速度向量和法向向量，加快数据处理的速度；将舱门实际开合角度相较于理论角度发生微小角度变化量、舱门开合角度误差、最大容许阶差范围、舱门最大运动半径等影响阶差预测数据的因素代入计算过程中，从而获得更为准确的阶差预测数据，减少干扰因素的影响，提高阶差数据预测数据的准确度；在零件制造阶段就可以直接获取测量数据，不需要将运动部件装配到飞机骨架上，就可以对舱门阶差情况进行预测，节省了时间和人工成本，制造人员也可以根据阶差预测数据提前采取措施保证阶差，避免了舱门反复装配测量调整，需要劳动强度低，能更好的满足装配需求，有效提高了舱门阶差数据测量的效率，同时本预测方法适用于类似运动部件的阶差或者姿态角度的预测，具有较好的推广价值。
本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：获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和法向向量为平面直角坐标系下的向量；根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取所述舱门阶差预测数据。
本实施例提供一种存储介质，所述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：获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和法向向量为平面直角坐标系下的向量；根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取所述舱门阶差预测数据。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，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单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种飞机舱门阶差预测方法，其特征在于，包括：
获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；
根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量，包括：根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系；获取所述第二特征点对应的极坐标，以获得目标特征点；根据所述目标特征点，获得在平面直角坐标系下所述第二特征点处的所述转动速度向量和所述法向向量；
根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；所述第二特征点处的阶差变化率为第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数；根据如下公式获取所述第二特征点处的阶差变化率：
Figure 212902DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 130043DEST_PATH_IMAGE002
为所述舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量，
Figure 909780DEST_PATH_IMAGE003
为所述目标特征点的极径，
Figure 367306DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二特征点的位移，
Figure 181678DEST_PATH_IMAGE005
为所述转动速度向量，
Figure 4141DEST_PATH_IMAGE006
为所述法向向量，
Figure 97605DEST_PATH_IMAGE007
为所述
Figure 296505DEST_PATH_IMAGE004
在所述第二特征点处法向向量
Figure 965384DEST_PATH_IMAGE006
上的位移，
Figure 755486DEST_PATH_IMAGE008
为所述第二特征点处的阶差变化率；
根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据；所述舱门阶差预测数据为对骨架的实际特征点与理论特征点之间的法向误差、舱门的实际特征点与理论特征点之间的法向误差以及第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数进行特征分析和计算获得；根据如下公式获得所述舱门阶差预测数据：
Figure 509815DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 309144DEST_PATH_IMAGE010
为所述第二外形误差，
Figure 894846DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一外形误差，
Figure 324690DEST_PATH_IMAGE012
为舱门开合角度误差，
Figure 566316DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率，
Figure 405221DEST_PATH_IMAGE013
为所述舱门阶差预测数据，
Figure 48692DEST_PATH_IMAGE012
的取值由所述舱门的尺寸确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差，包括：
获取所述骨架对应的第一实际分析特征点；
获取所述舱门对应的第二实际分析特征点；
根据所述第一实际分析特征点和所述第一特征点，获得所述第一外形误差；
根据所述第二实际分析特征点和所述第二特征点，获得所述第二外形误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据公式
Figure 383858DEST_PATH_IMAGE014
获取所述舱门阶差预测数据之前，所述方法还包括：
根据公式
Figure 175097DEST_PATH_IMAGE015
确定所述舱门开合角度误差；
其中，
Figure 253911DEST_PATH_IMAGE016
为最大容许阶差范围，
Figure 751889DEST_PATH_IMAGE017
为所述舱门的最大运动半径，min为最小值函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系，包括：
获取特征分析平面；其中，所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线垂直，且通过所述第二特征点；
根据所述特征分析平面构建所述极坐标系和所述平面直角坐标系；
其中，所述极坐标系的极点为所述特征分析平面与所述舱门的运动轴线的交点，所述极坐标系的极轴为所述平面直角坐标系横坐标的正向。
5.一种飞机舱门阶差预测装置，其特征在于，包括：
特征点获取模块，用于获取骨架对应的第一特征点和舱门对应的第二特征点；
误差获取模块，用于根据所述第一特征点和所述第二特征点，获取所述骨架对应的第一外形误差和所述舱门对应的第二外形误差；
向量获取模块，用于根据所述第二特征点，获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量；其中，所述转动速度向量和所述法向向量为平面直角坐标系下的向量；获取所述第二特征点处对应的转动速度向量和法向向量，包括：根据所述舱门的运动轴线和所述第二特征点构建极坐标系和所述平面直角坐标系；获取所述第二特征点对应的极坐标，以获得目标特征点；根据所述目标特征点，获得在平面直角坐标系下所述第二特征点处的所述转动速度向量和所述法向向量；
计算模块，用于根据所述转动速度向量和所述法向向量，获取所述第二特征点处的阶差变化率；所述第二特征点处的阶差变化率为第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数；根据如下公式获取所述第二特征点处的阶差变化率：
Figure 585853DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 536491DEST_PATH_IMAGE002
为所述舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量，
Figure 481313DEST_PATH_IMAGE003
为所述目标特征点的极径，
Figure 833797DEST_PATH_IMAGE004
为所述第二特征点的位移，
Figure 776345DEST_PATH_IMAGE005
为所述转动速度向量，
Figure 775132DEST_PATH_IMAGE006
为所述法向向量，
Figure 195749DEST_PATH_IMAGE007
为所述
Figure 668319DEST_PATH_IMAGE004
在所述第二特征点处法向向量
Figure 844085DEST_PATH_IMAGE006
上的位移，
Figure 769316DEST_PATH_IMAGE008
为所述第二特征点处的阶差变化率；
阶差预测模块，用于根据所述第一外形误差、所述第二外形误差和所述阶差变化率，获取舱门阶差预测数据；所述舱门阶差预测数据为对骨架的实际特征点与理论特征点之间的法向误差、舱门的实际特征点与理论特征点之间的法向误差以及第二特征点的位移在第二特征点处法向向量上的位移对舱门实际开合角度与理论角度的角度变化量的导数进行特征分析和计算获得；根据如下公式获得所述舱门阶差预测数据：
Figure 55941DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 117438DEST_PATH_IMAGE010
为所述第二外形误差，
Figure 401788DEST_PATH_IMAGE011
为所述第一外形误差，
Figure 814315DEST_PATH_IMAGE012
为舱门开合角度误差，
Figure 904631DEST_PATH_IMAGE008
为所述阶差变化率，
Figure 649995DEST_PATH_IMAGE013
为所述舱门阶差预测数据，
Figure 839668DEST_PATH_IMAGE012
的取值由所述舱门的尺寸确定。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种存储介质，其特征在于，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至4任一项所述的方法。
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