CN114897448B - 飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备，涉及飞机制造技术领域，该方法包括：将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。本申请考虑不同特征量的制造容差，并根据不同特征对数据对齐结果的影响大小，赋予对应的权值，以降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生的影响，提高最终数据分析的精准性和稳定性，最终根据实测监测点与理论活动部件的监测点之间的误差来对飞机活动部件的制造情况进行准确评估。
Description
技术领域
本申请涉及飞机制造技术领域，具体涉及一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备。
背景技术
随着航空装备对产品质量和使用性能要求的不断提升，航空产品在制造环节所面临的挑战也越来越大，飞机各部件外形准确度不仅会对飞机气动性能产生影响，更会影响到飞机部分关键特性，在飞机各类部件中，活动部件由于其自身的制造以及后续的协调安装等装配特性，其与机体固定部分之间的阶差与间隙问题是飞机制造过程中长期存在的痛点。
由于活动部件实际外形与设计外形的符合度是形成上述问题的关键特性之一，因此亟需一种准确的评估飞机活动部件外形制造情况的方法。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及电子设备，旨在解决现有技术中缺乏准确评估飞机活动部件外形制造情况的方法的问题。
为了上述目的，本申请的实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种飞机活动部件评估方法，包括以下步骤：
将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；
将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；
将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件，包括：
将第二理论活动部件绕轴线旋转并沿轴线方向移动，以使第二理论活动部件的工艺特征点与第一理论活动部件的工艺特征点对齐，并获得二次匹配部件；
根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；
根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。
在第一方面的一种可能实现方式中，在将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件之前，飞机活动部件评估方法还包括：
建立理论坐标系，并在理论坐标系下获得第一理论活动部件及其特征量；其中，特征量包括转轴端点、工艺特征点以及监测点。
在第一方面的一种可能实现方式中，在将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件之前，飞机活动部件评估方法还包括：
分别在第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点的坐标值上添加各自对应的位置容差最大值，以获得第二理论活动部件。
在第一方面的一种可能实现方式中，将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件包括：
将第二理论活动部件绕轴线旋转并沿轴线方向移动，以使第二理论活动部件的工艺特征点与第一理论活动部件的工艺特征点对齐，并获得二次匹配部件。
在第一方面的一种可能实现方式中，根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值包括：
根据二次匹配部件的对齐结果，构建粒子群矩阵；
通过迭代算法对粒子群矩阵进行计算，以获得粒子群矩阵的全局最优解；
根据全局最优解，获得特征权值。
在第一方面的一种可能实现方式中，在通过迭代算法对粒子群矩阵进行计算，以获得粒子群矩阵的全局最优解之后，飞机活动部件评估方法还包括：
根据构建的残差函数计算的目标残差，对粒子群矩阵进行更新，并返回通过迭代算法对粒子群矩阵进行计算，以获得粒子群矩阵的全局最优解的步骤，循环至残差函数收敛，以获得目标全局最优解；
根据全局最优解，获得特征权值包括：
根据目标全局最优解，获得特征权值。
在第一方面的一种可能实现方式中，在根据构建的残差函数计算的目标残差，对粒子群矩阵进行更新，并返回通过迭代算法对粒子群矩阵进行计算，以获得粒子群矩阵的全局最优解的步骤，循环至残差函数收敛，以获得目标全局最优解之前，飞机活动部件评估方法还包括：
根据第一理论活动部件与第二理论活动部件的监测点坐标，构建残差函数。
第二方面，本申请实施例提供了一种飞机活动部件评估装置，包括：
初次对齐模块，初次对齐模块用于将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；
二次对齐模块，二次对齐模块用于将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；
将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件，包括：
将第二理论活动部件绕轴线旋转并沿轴线方向移动，以使第二理论活动部件的工艺特征点与第一理论活动部件的工艺特征点对齐，并获得二次匹配部件；
第一获得模块，第一获得模块用于根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；
第二获得模块，第二获得模块用于根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器加载执行时，实现如上述第一方面中任一项提供的飞机活动部件评估方法。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器及存储器，其中，
存储器用于存储计算机程序；
处理器用于加载执行计算机程序，以使电子设备执行如上述第一方面中任一项提供的飞机活动部件评估方法。
与现有技术相比，本申请的有益效果是：
本申请实施例提出的一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备，该方法包括：将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。本申请的方法通过将第一理论活动部件与第二理论部件直接使用轴线进行初次对齐，并采用特征加权在轴线约束下完成最终对齐，实现数据对齐的目的，由于第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的不同特征量添加误差后获得，充分考虑了不同特征量的制造容差，并根据不同特征对数据对齐结果的影响大小，赋予对应的权值，以降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生的感染，提高最终数据分析的精准性和稳定性，最终根据实测监测点与第一理论活动部件的监测点之间的误差来准确评估飞机活动部件的制造情况。
附图说明
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飞机活动部件评估方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的飞机活动部件评估装置的功能模块示意图；
图4为本申请实施例中飞机理论活动部件的特征量示意图；
图5为本申请实施例中实测模型与理论模型进行对齐的示意图；
图中标记：101-处理器，102-通信总线，103-网络接口，104-用户接口，105-存储器。
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：提出一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备，该方法通过将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。
现有技术中，由于在航空装备产品质量和使用性能要求的提升中，飞机活动部件实际外形与设计外形的符合度，对于分析制定工艺措施进而实现优化装配阶差与间隙有着重要的作用。而传统飞机制造环节中，活动部件的外形评估多采用模线卡板等工具进行检查，存在无法充分反映部件外形情况，难以形成支撑工艺优化的有效信息等短板问题。
当前，随着先进数字化测量技术在飞机制造领域的逐步应用，激光扫描等能够较为全面反映部件外形情况的技术已在生产过程中发挥了重要作用。但在使用数字化测量技术时，需要采用一定的方法将所测得的实物数据与设计的理论模型进行对齐，才能比较得到所测对象的实际情况。目前，常用的数据对齐方法为最佳拟合和特征对齐法。最佳拟合方法虽然能够进行数据对齐，但其存在误差平均化、易受边缘数据影响等缺陷，无法满足飞机活动部件的分析需求。特征对齐法采用选定的特征量将实测数据与理论模型进行对齐，避免了误差平均化的情形，但其极易受所选用特征的稳定性影响，若不采用一定的方法加以控制，也会出现对齐失准的情况。为精确分析飞机活动部件的外形制造制造，迫切需要一种稳定、准确的分析方法，以完成对飞机活动部件的准确评估。
为此，本申请提供一种解决方案，通过将第一理论活动部件与第二理论部件直接使用轴线进行初次对齐，并在轴线约束下采用特征加权完成最终对齐，实现数据对齐的目的，并且由于第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的不同特征量添加误差后获得，充分考虑在首先约束下对匹配影响较大的特征量的制造容差，根据不同特征对数据对齐结果的影响大小，赋予对应的权值，降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生感染，能有效实现稳定、准确的评估。
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的结构示意图，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）存储器，也可能是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，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、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及电子程序。
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；本发明中的处理器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中存储的飞机活动部件评估装置，并执行本申请实施例提供的飞机活动部件评估方法。
参照附图2，基于前述实施例的硬件设备，本申请的实施例提供一种飞机活动部件评估方法，包括以下步骤：
S10：建立理论坐标系，并在理论坐标系下获得第一理论活动部件及其特征量；其中，特征量包括转轴端点、工艺特征点以及监测点。
在具体实施过程中，第一理论活动部件为需要评估的活动部件的理论模型，特征量为反应其设计特点的一些参数的表征，可以通过激光扫描仪扫描、捕捉相机拍摄获得，在理论模型与实测模型的对比中，实则就是在以相同特征量为参照进行对齐，本申请中的活动部件特征量包括了转轴端点、轴线向量、工艺特征点以及监测点；由于在飞机的设计、制造过程中都会建立坐标系，将一些重要特征信息转换为在坐标系下的坐标信息，能更精确、直观反应设计制造的细节，本申请实施例中的理论坐标系可以直接调用已有的飞机坐标系，也可以根据实际情况建立，坐标原点的位置不做限定，以便于定位获取为原则，活动部件的轴线方向作为X或Y轴方向，活动部件的竖直延伸方向作为Z轴方向。如附图4所示，建立飞机的理论坐标系记为O-XYZ，转轴端点A和端点B的坐标分别记为P A 和P B ；端点A到端点B的向量为轴线向量作为坐标系的Y轴方向并记为l=（α,β,γ）；工艺特征点取若干个，分别记为P1，P2，…Pi，其坐标分别表示为p 1，p 2，…，p i ，其中i为自然数且i=1,2,3....，n；监测点取若干个，分别记为C1，C2，…Cj，其坐标分别表示为c 1，c 2，…，c j ，其中j为自然数且j=1,2,3....，m。
S20：分别在第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点的坐标值上添加各自对应的位置容差最大值，以获得第二理论活动部件。
在具体实施过程中，为在后续对比中降低误差较大的特征量对数据对齐结果的干扰，考虑不同特征量的制造容差，为特征量添加误差，由于后续需要在以轴线为约束的状态进行，因此实测模型与理论模型的轴线是对齐的，只需要对转轴端点以及工艺特征点等点特征进行处理即可，而监测点则作为调整之后实测模型与理论模型对比的参照，在进行处理时则不做处理，二者保持一致即可。具体操作为：将第一理论活动部件转轴端点位置容差最大值e1加到端点A和端点B的坐标值上，设增加误差后得到的端点分别为端点A′和端点B′，对应的坐标分别为P A ′和P B ′，设此时的轴线l′=P B ′-P A ′=（α′,β′,γ′）；将第一理论活动部件的工艺特征点位置容差最大值e2加到工艺特征点P1，P2，…Pi上，设增加误差后得到的工艺特征点为P1′，P2′，…Pi′，对应的坐标分别为p 1′，p 2′，…，p i ′；设第二理论活动部件的监测点C1″，C2″，…Cj″的坐标与第一理论活动部件的监测点坐标值相同，记为c 1″，c 2″，…，c j ″。
S30：将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得。
在具体实施过程中，将前述步骤中获得的第二理论活动部件与第一理论活动部件通过轴线进行初次对齐，也即预对齐，如附图5所示，实测模型与理论模型的轴线重合，满足了活动部件装配时的安装轴线空间重合的约束要求，为数据对齐提供了稳定的强约束条件，确保了在进行点特征对齐时不会再有轴线方向的误差干扰，设轴线对齐后第二理论活动部件的工艺特征点为P1″，P2″，…Pi″。
S40：将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件。
在具体实施过程中，在轴线约束下进行二次对齐以完成最终对齐，将第二理论活动部件绕轴线l旋转角度θ，并沿轴线方向移动T，以使第二理论活动部件的工艺特征点与第一理论活动部件的工艺特征点的对齐后，获得匹配成功后的二次匹配部件也即匹配后的第一理论活动部件与第二理论活动部件，其中角度θ和平移向量T的计算步骤如下：
令：
其中Ni为噪声，R(l,θ)为绕轴线l旋转的旋转矩阵并表示为：
计算第一理论活动部件的工艺特征点集Pi的重心p：
则过重心p且与轴线l垂直的平面S为：
工艺特征点集Pi在平面S上的投影点集P i （O）为：
其中x i 、y i 、z i 分别为Pi的X、Y和Z轴上的坐标值，设计算得到的点集P i （O）中点的坐标为p i （O），采用同样的方法计算第二理论活动部件的工艺特征点集P i ″在平面S上的投影点集P i （g），设点集P i （g）中点的坐标为p i （g）。
由于第一理论活动部件与第二理论活动部件的投影点集共面，则有：
采用最小二乘法求解R(l,θ)：
构建目标方程：
令：
其中：ω i 为特征权值，W为中间矩阵；
对中间矩阵进行奇异值分解得到：
再计算平移向量T：
在轴线约束下，平移向量T的移动方向与轴线l方向平行，设T=τl，τ为系数，令：
求解得到τ后，则可以计算得出平移向量T。
最后，根据R(l,θ)则可以求得角度θ。
二次对齐后第二理论活动部件的监测点坐标s j 按照下式计算获得：
S50：根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值。
在具体实施过程中，采用PSO算法自适应求解前述步骤的特征权值ω i ，根据二次匹配部件的对齐结果构建粒子群矩阵，并通过迭代算法计算粒子群矩阵的全局最优解作为所述特征权值。PSO也即粒子群优化算法，是一种随机的、并行的优化算法，具有不要求被优化函数具有可微、可导、连续等性质，收敛速度较快，算法简单，容易编程实现等优点，采用自适应赋权的方法，解决了在未知各特征点对测量结果定量影响大小的情况下权值的分配问题，以降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生的干扰，提高最终数据分析的精确性和稳定性。具体求解过程如下：
S501:根据二次匹配部件的对齐结果，构建粒子群矩阵。
在具体实施过程中，令粒子群矩阵为：
粒子群矩阵ω中每一行表示一个粒子，即k为粒子个数，每个粒子包含m个权重元素，粒子的最优结果通过迭代求解的方式计算得出。
S502：通过迭代算法对粒子群矩阵进行计算，以获得粒子群矩阵的全局最优解。
S503：根据第一理论活动部件与第二理论活动部件的监测点坐标，构建残差函数。
在具体实施过程中，残差在数理统计中是指实际观察值与估计值或拟合值之间的差，更准确地，假设我们想要找一个目标值，使得 f ( x ) = b f(x)=b f(x)=b，给定一个目标值的估计值，残差就是 b − f ( x 0 ) b−f(x0) b−f(x0)，同时，误差就是 x − x 0 x−x0 x−x0。设所构建的残差函数为：
S504：根据构建的残差函数计算的目标残差，对粒子群矩阵进行更新，并返回步骤S502，循环至残差函数收敛，以获得目标全局最优解。
在具体实施过程中，为了有效控制迭代次数，及时在筛选出有效值后停止迭代计算，增加迭代的停止条件，本实施例中采用残差函数是否收敛最为判断依据，设在第r次迭代时，将（ω i ）r也即第r次迭代获得的ω i 代入步骤S40中，求解出R(l,θ)和T，并根据R(l,θ)和T计算出第一理论活动部件的监测点坐标s i ；利用残差函数F计算出目标残差，再根据目标残差对粒子群进行更新，粒子群矩阵更新过程为：
其中，r为迭代次数编号，r=1,2,…；i为粒子编号，i=1,2,…,k；c 1为加速因子；c 2为加速因子，c 3为约束因子，λ为权重因子，ξ为随机数，η为随机数，ω i p 为局部最优解，ωg为全局最优解。
通过迭代计算，当残差函数F收敛时，计算流程结束，获得目标全局最优解。在其他实施例中，还可以提前设定迭代次数，完成以后计算自动停止。
S505：根据全局最优解，获得特征权值。
在具体实施过程中，在迭代计算完成后，以最终的目标全局最优解ωg作为特征权值，完成权值计算，避免了人工经验性赋权，以特征量为依据实现自适应赋权。
S60：根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。
在具体实施过程中，完成自适应赋权之后，将实际测量得到的飞机活动部件轴线与理论活动部件轴线对齐，设轴线对齐后，在飞机理论坐标系O-XYZ下，实际测量得到的飞机活动部件转轴端点A和端点B的坐标分别为p A （m）和p B （m）；工艺特征点P1，P2，…Pi的坐标分别为p 1 （m），p 2 （m），…，p i （m）；监测点C1，C2，…Cj的坐标分别为c 1 （m），c 2 （m），…，c j （m）。参照步骤S40的计算方法，利用该实际测量数据以及步骤S50中求得的特征权值ωg计算出R(l,θ)和T，最后计算飞机活动部件监测点实测数据与理论监测点的误差来作为飞机活动部件外形制造情况的评估依据，其计算公式为：
其中，e i 为误差。
本实施例提出的飞机活动部件评估方法，充分考虑了不同特征量的制造容差，并根据不同特征量对数据对齐结果的影响大小，赋予对应的权值，以降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生的干扰，提高最终数据分析的精确性和稳定性，采用自适应赋权的计算流程，避免了人为经验性赋权的情况，具有更强的科学性，同时，权值计算无需人工干预，操作便捷，适应于工业生产中高效率和高可靠性的需求。
参照附图3，基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请实施例还提供一种飞机活动部件评估装置，包括：
初次对齐模块，初次对齐模块用于将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；
二次对齐模块，二次对齐模块用于将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；
第一获得模块，第一获得模块用于根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；
第二获得模块，第二获得模块用于根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。
本领域技术人员应当理解，实施例中的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际应用时可以全部或部分集成到一个或多个实际载体上，且这些模块可以全部以软件通过处理单元调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，或是以软件、硬件结合的形式实现，需要说明的是，本实施例中飞机活动部件评估装置中各模块是与前述实施例中的飞机活动部件评估方法中的各步骤一一对应，因此，本实施例的具体实施方式可参照前述飞机活动部件评估方法的实施方式，这里不再赘述。
基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器加载执行时，实现如本申请实施例提供的飞机活动部件评估方法。
此外，基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请的实施例还提供一种电子设备，至少包括有处理器及存储器，其中，
存储器用于存储计算机程序；
处理器用于加载执行计算机程序，以使电子设备执行如本申请实施例提供的飞机活动部件评估方法。
在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。
在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言（包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言）来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。
作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言（HTML，Hyper TextMarkup Language）文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件（例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件）中。
作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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上述 实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的 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，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光 盘）中，包括若干指令用以使得一台多媒体终端设备(可以是手机，计算机，电视接收机，或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。
综上，本申请提供的一种飞机活动部件评估方法、装置、存储介质及设备，通过将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，第二理论活动部件为根据第一理论活动部件的制造容差，对第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；将初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；根据二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；根据特征权值，获得实测监测点与第一理论活动部件的监测点的误差。本申请充分考虑不同特征量的制造容差，并根据不同特征对数据对齐结果的影响大小，赋予对应的权值，以降低误差较大的特征量对数据对齐结果产生的感染，提高最终数据分析的精准性和稳定性，最终根据实测监测点与第一理论活动部件的监测点之间的误差来准确评估飞机活动部件的制造情况。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，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 (9)
1.一种飞机活动部件评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，所述第二理论活动部件为根据所述第一理论活动部件的制造容差，对所述第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；
将所述初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；
所述将所述初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件，包括：
将所述第二理论活动部件绕轴线旋转并沿轴线方向移动，以使所述第二理论活动部件的工艺特征点与所述第一理论活动部件的工艺特征点对齐，并获得所述二次匹配部件；
根据所述二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；
根据所述特征权值，获得实测监测点与所述第一理论活动部件的监测点的误差。
2.根据权利要求1所述的飞机活动部件评估方法，其特征在于，在所述将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件之前，所述飞机活动部件评估方法还包括：
建立理论坐标系，并在所述理论坐标系下获得所述第一理论活动部件及其特征量；其中，所述特征量包括所述转轴端点、所述工艺特征点以及所述监测点。
3.根据权利要求2所述的飞机活动部件评估方法，其特征在于，在所述将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件之前，所述飞机活动部件评估方法还包括：
分别在所述第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点的坐标值上添加各自对应的位置容差最大值，以获得所述第二理论活动部件。
4.根据权利要求1所述的飞机活动部件评估方法，其特征在于，所述根据所述二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值包括：
根据所述二次匹配部件的对齐结果，构建粒子群矩阵；
通过迭代算法对所述粒子群矩阵进行计算，以获得所述粒子群矩阵的全局最优解；
根据所述全局最优解，获得所述特征权值。
5.根据权利要求4所述的飞机活动部件评估方法，其特征在于，在所述通过迭代算法对所述粒子群矩阵进行计算，以获得所述粒子群矩阵的全局最优解之后，所述飞机活动部件评估方法还包括：
根据构建的残差函数计算的目标残差，对所述粒子群矩阵进行更新，并返回所述通过迭代算法对所述粒子群矩阵进行计算，以获得所述粒子群矩阵的全局最优解的步骤，循环至所述残差函数收敛，以获得目标全局最优解；
所述根据所述全局最优解，获得所述特征权值包括：
根据所述目标全局最优解，获得所述特征权值。
6.根据权利要求5所述的飞机活动部件评估方法，其特征在于，在所述根据构建的残差函数计算的目标残差，对所述粒子群矩阵进行更新，并返回所述通过迭代算法对所述粒子群矩阵进行计算，以获得所述粒子群矩阵的全局最优解的步骤，循环至所述残差函数收敛，以获得目标全局最优解之前，所述飞机活动部件评估方法还包括：
根据所述第一理论活动部件与所述第二理论活动部件的监测点坐标，构建所述残差函数。
7.一种飞机活动部件评估装置，其特征在于，包括：
初次对齐模块，所述初次对齐模块用于将第一理论活动部件与第二理论活动部件通过轴线进行初次对齐，并获得初次匹配部件；其中，所述第二理论活动部件为根据所述第一理论活动部件的制造容差，对所述第一理论活动部件的转轴端点与工艺特征点添加误差后获得；
二次对齐模块，所述二次对齐模块用于将所述初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件；
所述将所述初次匹配部件采用特征加权方法进行二次对齐，并获得二次匹配部件，包括：
将所述第二理论活动部件绕轴线旋转并沿轴线方向移动，以使所述第二理论活动部件的工艺特征点与所述第一理论活动部件的工艺特征点对齐，并获得所述二次匹配部件；
第一获得模块，所述第一获得模块用于根据所述二次匹配部件的对齐结果，获得特征权值；
第二获得模块，所述第二获得模块用于根据所述特征权值，获得实测监测点与所述第一理论活动部件的监测点的误差。
8.一种计算机可读存储介质，储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的飞机活动部件评估方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储器，其中，
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1-6中任一项所述的飞机活动部件评估方法。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1710566A (zh) * | 2005-06-16 | 2005-12-21 | 上海交通大学 | 虚拟环境中装配工具库建立的方法 |
| CN112017188A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-01 | 上海航天控制技术研究所 | 一种空间非合作目标语义识别与重构方法 |
| CN113467372A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-01 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种飞机部件加工基准确定方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7403833B2 (en) * | 2006-04-03 | 2008-07-22 | Stratasys, Inc. | Method for optimizing spatial orientations of computer-aided design models |
| CN103994726B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-11-16 | 南京航空航天大学 | 一种钣金件与模具之间贴合间隙的检测方法 |
| US11507064B2 (en) * | 2016-05-09 | 2022-11-22 | Strong Force Iot Portfolio 2016, Llc | Methods and systems for industrial internet of things data collection in downstream oil and gas environment |
| CN110807239B (zh) * | 2019-09-16 | 2021-11-16 | 北京理工大学 | 一种基于装配语义的快速装配仿真方法、装置及系统 |
-
2022
- 2022-07-12 CN CN202210814753.0A patent/CN114897448B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1710566A (zh) * | 2005-06-16 | 2005-12-21 | 上海交通大学 | 虚拟环境中装配工具库建立的方法 |
| CN112017188A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-01 | 上海航天控制技术研究所 | 一种空间非合作目标语义识别与重构方法 |
| CN113467372A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-10-01 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种飞机部件加工基准确定方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "基于数字化测量技术的装配阶差间隙预测方法";陈洪宇等;《制造技术与机床》;20210102;第101-107页 * |
| "飞机零部件连接孔在机视觉检测系统开发";勾江洋等;《航空制造技术》;20180301;第37-43页 * |
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| Publication number | Publication date |
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