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申请/专利权人：哈尔滨工程大学
申请日：2024-02-01
公开（公告）日：2024-05-17
公开（公告）号：CN118049934A
主分类号：G01B11/24
分类号：G01B11/24
优先权：
专利状态码：在审-实质审查的生效
法律状态：2024.06.04#实质审查的生效;2024.05.17#公开
摘要：本发明提出一种螺旋布置形状传感器的曲率求解方法。所述方法将光纤光栅形状传感单元以圆柱螺旋线的形式布置在被测圆柱物体表面，对圆柱状物体的曲率和形状进行测量，利用本发明所述方法可以将螺旋布置的光纤光栅传感器测量出的曲率转换为被测圆柱体中心轴线曲率，使得光纤光栅形状传感器可以对圆柱体结构进行准确的曲率测量，以便于对被测圆柱体进行形状重构。
主权项：1.一种螺旋布置形状传感器的曲率求解方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：在光纤光栅形状传感器使用中，将传感单元结构以圆柱体螺旋线的形式布置在待测圆柱体结构的表面，利用光纤光栅传感器波长漂移量与应变的关系，得到测点处传感器布置点的应变数据为ε1,ε2,ε3，通过布置点应变数据求出测点的曲率数据k1；步骤二：在被测圆柱体中心轴线可以达到的曲率范围[0,kmax]内选取曲率ki，其中kmax表示被测圆柱体结构中心轴线可以达到的最大曲率值；步骤三：已知被测圆柱体底面圆的中心点过基准坐标系的原点，将被测物体视中心轴线上各坐标点视为等曲率模型，通过圆柱体轴线的曲率ki求出被测圆柱体轴线上点的位置坐标[xi,yi,zi]；步骤四：已知圆柱体底面圆的半径r和螺旋线的螺距h，通过坐标变换算法将圆柱体中心轴线所在的三维位置坐标[xi,yi,zi]转换为其所在圆柱体截面上圆柱体螺旋线上相对应点的位置坐标[Xi,Yi,Zi]；步骤五：已知圆柱螺旋线上点的位置坐标，通过已知三维位置坐标，运用曲率计算公式计算圆柱螺旋线上对应不同螺旋角度上的各个点的曲率值[K1,K2,K3…KN]；步骤六：已知测点在圆柱体螺旋线上的螺旋角度α，解出步骤五中对应螺旋角度α的圆柱体螺旋线在测点处的曲率值Ki；步骤七：将圆柱体螺旋线在测点处的曲率值Ki和传感器测量值k1相比较，判断差值是否达到条件，如果未达到，则返回步骤二，重新选取不同的圆柱体轴线曲率ki，如果达到输出条件，则输出其所对应的中心轴线曲率ki。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 哈尔滨工程大学 一种螺旋布置形状传感器的曲率求解方法
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