中国民航大学计算机科学与技术学院,天津 300300
飞机蒙皮作为航空器的重要部件,直接影响到飞行安全,故飞机蒙皮损伤检测对于有效预防航空安全事故具有重要意义,基于边界框边缘感知向量(BBAVectors)提出一种改进的旋转目标检测方法。首先针对损伤尺度变化大的问题,采用特征融合网络(FFN)提升多尺度检测效果;其次针对飞机蒙皮图片存在大量背景噪声的问题,引入coordinate attention(CA)机制来增强目标特征信息;最后针对蒙皮损伤分布方向任意的问题,通过BBAVectors表示任意角度的损伤位置,以提升目标定位的准确性。实验结果表明,改进的旋转目标检测方法相比原模型检测精度提升了5.7个百分点,并且检测精度高于主流的水平目标检测方法,在有效解决方向任意的飞机蒙皮损伤检测效果的基础上,为航空器损伤检测方法的提升提供更好的技术支持。
图像处理 旋转目标检测 飞机蒙皮损伤检测 特征融合 注意力机制 激光与光电子学进展
2023, 60(10): 1010025
湖南省飞机维修工程技术研究中心, 湖南 长沙 410124
激光除漆技术具有无污染、无机械接触以及可实时监测等优势, 有望成为飞机整机除漆的主要技术途径。对激光除漆技术的主要工作机理进行了分析。总结了工艺参数对除漆效果的影响规律, 提出了工程化除漆中工艺参数的选定思路; 并归纳了激光除漆效果评价方法。介绍了飞机蒙皮工程化激光除漆应用实例, 并对激光除漆技术未来的研究重点进行了展望。
激光除漆技术 飞机蒙皮 激光除漆机理 激光除漆设备 laser paint stripping technology aircraft skin mechanism of laser paint stripping laser paint stripping equipment
红外与激光工程
2023, 52(2): 20220780
红外与激光工程
2023, 52(2): 20230049
红外与激光工程
2023, 52(2): 20220821
1 中国民用航空飞行学院航空工程学院, 四川 广汉 618307
2 温州大学机电工程学院, 浙江 温州 325035
3 LTB-CHINA, CHENGDU OFFICE, 四川 成都 610000
激光除漆作为激光清洗技术的分支, 有望替代传统打磨及化学除漆工艺, 实现飞机蒙皮表面漆层的可控清除, 但除漆过程及质量的可控性依赖于有效的原位、 在线监测技术。 针对飞机铝合金蒙皮表面多漆层结构, 采用LIBS技术对不同漆层、 不同厚度时漆层特征元素进行光谱与成分分析, 在信号解译基础上建立漆层去除层数、 去除厚度与LIBS光谱变化的内在关联, 实现除漆过程质量的实时监测与反馈控制。 结果表明, 分层除漆过程中面漆、 底漆完全清除后, 漆层特征元素(Fe, Ti)的光谱峰消失。 LIBS监测到面漆的特征元素Fe在501.494 1和521.517 9 nm处Fe Ⅰ 的光谱特征峰消失时, 判定面漆完全清除。 监测到底漆特征元素Ti在498.173 0, 499.107 0和521.039 0 nm处Ti Ⅰ 的光谱特征峰消失时, 判定底漆完全清除。 厚度除漆时, 随漆层厚度降低或激光脉冲作用次数增加, 漆层特征元素(Ca)的光谱峰强相应降低, 至漆层厚度为0时(完全去除), 漆层特征元素光谱峰消失, 同时基体特征元素(Al)光谱峰出现。 LIBS监测616.217 0, 643.907 0和422.673 0 nm处Ca Ⅰ 的光谱信号强度变化能够监测激光除漆时剩余漆层厚度, 实现对激光除漆厚度的可控清除监测。 另外, 结合EDS与SEM测试分析, 验证了LIBS用于飞机蒙皮激光除漆过程与效果监测、 分层与厚度控制的可行性, 表明在不损伤基体氧化层的前提下, 通过监测对应波长位置的面漆、 底漆特征元素光谱与成分变化规律能够实现激光分层可控、 厚度可控除漆。
飞机蒙皮 激光除漆 激光诱导击穿光谱 可控性 监测与反馈 Aircraft skin Laser paint remove Laser-induced breakdown spectroscopy Controllability Monitoring and feedback 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3233
1 湖南省飞机维修工程技术研究中心,湖南 长沙 410124
2 空军航空维修技术学院,湖南 长沙 410124
3 中国科学院半导体研究所,北京 100083
为将激光分层清洗应用于飞机结构维修和漆层修复中,分析了激光热烧蚀和热膨胀对残余漆层的影响,设计并开展了飞机铝合金蒙皮的激光分层清洗试验研究,揭示了激光清洗后残余漆层附着力的变化规律。试验表明:激光分层清洗获得的残余漆层的漆面平整易清洁,烧蚀“匙孔”可增大接触面,有利于提高新漆再涂覆时漆层的附着力;残余漆层的厚度在24.8 μm以上时,激光的热烧蚀不会对残余漆层的附着力产生影响,而当残余漆层厚度较小时,漆层的附着力将会在残余底漆的热膨胀作用下降低。
激光技术 激光清洗 飞机蒙皮除漆 分层剥落 残余漆层附着力 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0914006
南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
飞机蒙皮表面平缓、光滑、特征少,在使用迭代最近点进行数模配准时会产生错位、局部最小值等问题,因此提出了一种基于轮廓约束的蒙皮点云配准方法。首先定义一种新的三维轮廓Cκ特征点描述方法,并基于距离约束对初始Cκ特征点进行聚类和过滤,实现对蒙皮点云特征的精确描述。其次,基于距离的快速点特征直方图(FPFH-d)特征相似度约束,寻找点云和数模特征点的对应点对,实现蒙皮轮廓的初始配准。最终基于迭代最近点算法,融合Cκ特征描述的轮廓约束,实现蒙皮的精配准。利用斯坦福公共数据库点云对算法的速度和精度进行测试,与点快速直方图算法(FPFH-SAC-IA)相比,初始配准精度分别提高了48.47%和77.29%,速度分别提高了70.35%和97.08%,证明了Cκ特征点提取算法的普适性和有效性。基于以上算法,对飞机蒙皮测量数据进行实验验证,配准准确度达到了100%,在12 m 3范围内全局误差优于3.5 mm。该方法有效解决了蒙皮配准时的错位和局部最小值问题。
测量 飞机蒙皮 点云配准 Cκ特征点; 轮廓约束
1 中国民航大学电子信息与自动化学院, 天津 300300
2 中国民航大学航空工程学院, 天津 300300
提出一种基于蜂巢模型标记的飞机蒙皮小型损伤定位方法。利用CCD相机对损伤位置进行拍摄,对图像进行亚像素级处理,得到相应的坐标。根据调和共轭原理和交比不变性可求得实际位置,实现准确定位。以实际位置为主基点进行基点传递,利用蜂巢模型的无限性与无缝隙外扩性,实现蒙皮表面其他基点与主基点的特征对比与匹配,进而完成对飞机蒙皮破损的精确检测。对比实验的结果表明:本文方法具有精度高、耗时少等特点,能有效地实现飞机蒙皮的破损检测定位。
相干光学 飞机蒙皮破损检测 蜂巢模型 交比不变性 无限与无缝隙外扩性 激光与光电子学进展
2019, 56(18): 180301