仪器仪表学报

作者：丰雅鹏，燕必希，董明利，庄炜，余快

单位：丰雅鹏,北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192,,燕必希,北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192,yanbx@bistu.edu.cn,董明利,北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192,,庄炜,北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192,,余快,中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100086,

关键词：发动机叶片;双目内窥镜;相机标定;立体匹配;三维重建

基金：国家重点研发计划青年科学家项目（2023YFB3905200）资助

为解决航空发动机叶片在役检测中高反射表面的微小缺陷难以高精度重建的问题，故提出一种基于双目内窥镜的叶片缺陷三维重建方法。针对内窥场景下传统标定精度不足的局限，设计了同心双圆环标定板，建立了基于共心约束的特征点提取与优化算法，实现了双目系统的高精度标定。实验结果表明，该方法的单目标定平均重投影误差分别为0.095和0.103pixels，双目标定误差显著降低，提升了系统几何参数精度。立体重建方面，结合深度学习检测模型YOLO11实现缺陷区域自动定位，获取左右视图特征检测框的先验信息，提出基于检测框的区域约束与先验视差筛选策略，通过确定搜索行区域交集与视差范围，将匹配计算限制在缺陷区域内，避免检测框外错误匹配的代价平滑传播，提高了立体匹配稳定性与局部重建精度，并对AD-Census立体匹配算法进行适应性改造，进一步降低噪声。重建所得划痕和凹坑点云密度相对均匀，测量结果显示，凹坑直径和划痕长度的相对误差分别<1%，深度测量误差不超过8%，满足工程应用要求。该方法在复杂光照与空间受限环境下表现出良好的鲁棒性与精度优势，在标定精度、局部重建质量和测量可靠性方面均显著优于传统方法，为航空发动机叶片在役高精度三维形貌测量提供了有效的技术支撑。

来源：2025年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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