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发动机故障图像的三维测量、视觉重建与识别方法研究

于辉  
【摘要】: 航空发动机是现代飞行器的心脏,它优良的运行状态和可靠性能是确保民机安全航运和军机高效作战的有力保障。目前,根据图像信息来诊断发动机故障的常用技术包括内窥探伤技术和铁谱检测技术,它们在航空发动机的外场维护和内场状态监测与故障诊断中均有着重要的应用,这两项技术对成像目标都有着定量测量和定性分析的需求。据此,本文提出了基于计算机视觉技术的研究思路,实现了对发动机内部零部件损伤区域的三维定量测量、场景模型重建;对发动机滑油中携带的磨粒实现了三维尺寸测量和三维表面形貌特征描述,促进了内窥探伤和磨粒分析技术的发展。 本文的研究工作以技术应用为目标,分为三大部分:首先是对计算机视觉,特别是立体视觉技术机理、方法和算法的基本研究,主要解决了立体视觉在内窥探伤与铁谱检测中应用的技术共同点;其次是对基于立体视觉的发动机内窥探伤的技术研究和系统开发,解决了立体视觉用于内窥图像这一宏观图像的技术和算法实现问题,其中包括对内窥场景的视觉重建和对发动机内部典型损伤的分析;最后对基于立体视觉的磨粒分析技术的系统构架、实施方法和相关算法进行了研究,主要解决了立体视觉用于磨粒显微图像的技术问题,并对融合三维描述参数的磨粒形态综合识别方法进行了初步研究与探讨。 本文研究内容涉及到内窥探伤技术、磨粒分析技术、图像处理、计算机视觉以及光学成像分析等,所以研究面较广。本文研究思路与方法比较新颖,目前国内的相关研究较少,因此具有一定的创新价值和理论意义。本文的研究思路对于促进基于故障图像信息的发动机状态监测与故障诊断技术的发展和计算机视觉技术的工程应用推广,都有一定的实际意义。


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