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提高瓦片热防护系统的装配质量对于保障高超声速飞行器的飞行安全具有重要的意义。飞机外形面属于装配基准件,瓦片属于装配活动件,在设计中二者应当完全贴合。然而飞机尺寸大且属于装配体,其外形总是不可避免地出现部分区域超出制造公差,由此降低瓦片与其的配合精度。解决这种问题的传统方法是手工修磨瓦片或者添加填充物,这种方法过于依赖工人的技术水平,且容易影响瓦片间的配合间隙与阶差。 为提高飞机外形超差区域瓦片的装配精度,提出“飞机外形测量-超差区域识别-超差区域瓦片内形面重构-瓦片内形面修配加工”的基于数字量传递的解决方案。论文主要研究内容如下: (1)研究飞机外形的数字化测量方案。展开测量需求分析,根据已有的测量仪器设备构建数字化测量系统,设计飞机外形的测量流程; (2)研究激光雷达的测量规划。研究激光雷达测量引导点云的生成方法,采用交互方式确定激光雷达测量站位,提出一种基于最小生成树的测量轨迹规划方法。 (3)研究飞机外形超差区域的识别方法。提出一种基于栅格连续的点云噪声点剔除算法,采用模型比对策略来判别飞机外形上的超差区域。 (4)研究超差区域瓦片内形面的重构方法。提出了一种基于轮廓的点云分割方法,给出了点云切片方案,设计了保证相切连接点位置精度和曲率光顺的截面曲线提取算法,最后通过蒙面法生成瓦片内形曲面。