一种形变计算方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种形变计算方法及装置。

背景技术

飞机蒙皮是包围在飞机骨架结构外且固定于骨架上，用于形成飞机气动力外形的构件，位于飞机机身的最外侧，直接与外界环境接触。在飞机飞行的过程中，空气产生的作用力会通过飞机蒙蔽传递到飞机骨架上。因此，为了位置飞机的气动外形，飞机蒙皮大多具有强度高、不易变形的特点。

由于飞机蒙皮直接暴露在外界环境中，需要承受气动力和摩擦损伤，使其成为飞机架构上极易损伤的部位。因此，定期对飞机蒙皮进行故障检查，是保障飞机可靠性和安全性的重要手段。其中，对飞机蒙皮形变程度的检查是故障检查的重要一环。通过判断飞机蒙皮的形变是否在正常范围内，可以及时发现飞机蒙皮因外界载荷或腐蚀产生的损伤，从而及时进行维修保养。

目前，对飞机蒙皮的形变检测主要依靠目视检测，即依靠技术人员通过观察并结合自身经验判断飞机蒙皮是否出现损伤。但是，这种方法只适合对已经发生较大的损伤进行检测，不能检测微小的形变，且不能对蒙皮的损伤做出预测，且对技术人员的要求较高，工作量较大。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种形变计算方法及装置，旨在提供一种能够准确预测连续表面(例如飞机蒙皮)上任意一点的形变值的技术方案。

第一方面，本申请实施例提供了一种形变计算方法，所述方法用于预测目标表面上目标位置的形变值，所述目标表面为连续表面，包括飞机蒙皮，所述方法包括：

获取检测数据集合和所述目标位置，所述检测数据集合包括至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和目标表面在所述形变检测点的形变值；

根据所述检测数据集合确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系；

根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，所述根据所述检测数据集合确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系包括：

根据所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和形变值，确定至少一个半变异函数值，所述半变异函数值表示所述至少两个形变检测点中两个形变检测点的形变值之间的不相关性；

根据所述至少一个半变异函数值确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系。

可选地，所述根据所述至少一个半变异函数值确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系包括：

根据所述目标表面的实际工作情况对所述至少一个半变异函数值进行拟合，得到半变异函数，所述半变异函数表示所述目标表面上任意两个点的距离和这两个点的形变值之间的不相关性；

根据所述半变异函数建立模型，所述模型表示所述目标表面的位置与该位置的形变值之间的对应关系；

所述根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值包括：

根据所述模型和所述目标位置确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，所述根据所述半变异函数建立模型包括：

根据所述半变异函数建立克里金Kriging模型，所述Kriging模型用于确定所述至少两个形变检测点中每个形变检测点对应的关联权重系数，所述关联权重系数表示形变检测点的形变值对所述目标表面在目标位置的形变值的影响程度。

可选地，所述根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值包括：

根据所述关联权重系数和所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的形变，确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，在确定所述目标表面的半变异函数值之前，所述方法还包括：

判断所述检测数据集合是否符合正态分布；

响应于所述检测数据集合不符合正态分布，将所述检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合。

第二方面，本申请实施例提供了一种形变确定装置，所述装置用于预测目标表面上目标位置的形变值，所述目标表面为连续表面，包括飞机蒙皮，所述装置包括：

获取单元，用于获取检测数据集合和所述目标位置，所述检测数据集合包括至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和目标表面在所述形变检测点的形变值；

关联确定单元，用于根据所述检测数据集合确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系；

形变确定单元，用于根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，所述关联确定单元，用于根据所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和形变值，确定至少一个半变异函数值，所述半变异函数值表示所述至少两个形变检测点中两个形变检测点的形变值之间的不相关性；根据所述至少一个半变异函数值确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系。

可选地，所述关联确定单元，用于根据所述目标表面的实际工作情况对所述至少一个半变异函数值进行拟合，得到半变异函数，所述半变异函数表示所述目标表面上任意两个点的距离和这两个点的形变值之间的不相关性；根据所述半变异函数建立模型，所述模型表示所述目标表面的位置与该位置的形变值之间的对应关系；

所述形变确定单元，用于根据所述模型和所述目标位置确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，所述关联确定单元，用于根据所述半变异函数建立克里金Kriging模型，所述Kriging模型用于确定所述至少两个形变检测点中每个形变检测点对应的关联权重系数，所述关联权重系数表示形变检测点的形变值对所述目标表面在目标位置的形变值的影响程度；

所述形变确定单元，用于根据所述关联权重系数和所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的形变，确定所述目标表面在所述目标位置的形变值

可选地，所述关联确定单元，还用于判断所述检测数据集合是否符合正态分布；响应于所述检测数据集合不符合正态分布，将所述检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合。

第三方面，本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于运行所述存储器存储的所述指令，以使所述设备执行前述第一方面所述的形变计算方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储机制用于存储计算机程序，所述计算机程序用于控制计算机执行前述第一方面所述的形变计方法。

本申请实施例提供了一种形变计算方法及装置。该形变计算方法可以根据目标表面上已知位置的形变值预测预测目标表面上任一目标位置的形变值。其中，该目标表面为连续的表面，例如可以是飞机蒙皮。在预测目标位置的形变值时，可以先获取检测数据集合和待预测的目标位置，该检测数据集合中包括至少一个形变检测点中每个形变检测点的位置，和目标表面在该形变检测点的形变值。接着，可以根据检测数据集合确定目标表面上各个位置的形变值之间的关联关系，从而根据该关联关系预测目标表面在目标位置上的形变值。这样，可以根据目标表面上已知位置的形变对目标表面的整体形变情况进行分析，确定目标表面上各个点的位置与形变之间的关联关系，从而根据该关联关系确定目标表面在目标位置上的形变值。如此，相较于现有技术，仅需获取目标表面上有限数量的形变检测点的形变值，即可确定目标表面上任意目标位置的形变值，既提高了检测准确率，又减少了形变检测的工作难度，提高了检测效率。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的形变计算方法的方法流程图；

图2为本申请实施例提供的形变计算装置的一种结构示意图。

具体实施方式

目前，对飞机蒙皮形变的检测主要依靠目视检测。目视检测依赖技术人员的经验和眼力判断飞机蒙皮的形变是否超出正常范围，从而确定飞机蒙皮是否出现故障。显然，这种依赖人工的检测方法存在检测精度不足、检测效率低等问题。

在其他形变检测领域，通过应变片等手段进行形变检测也属于常用的技术手段。通过在待检测表面上粘贴应变片，可以确定待检测表面上应变片所在的位置的形变值。由于应变片可以确定待检测表面上任意位置的形变值，在许多领域得到了广泛的应用。

但是，由于飞机表面的形状较为复杂，飞机蒙皮各个位置的形变可能不同。因此，有限个应变片检测得到的结果无法体现飞机蒙皮的整体形变情况。假设飞机蒙皮上有若干个应变片，即使这些应变片检测得到的形变值均在正常范围内，也无法说明飞机蒙皮上全部位置的形变值均在正常范围内，即飞机蒙皮上某些未检测到的位置的形变值可能超过正常范围。也就是说，传统的应变片检测法存在遗漏，无法准确判断飞机蒙皮是否存在故障。

可见，无论是目视检测，还是通过应变片进行检测，现有的检测方法在检测飞机蒙皮的形变时都存在检测结果不准确，检测效率低的问题。

为了给出能够准确地检测飞机蒙皮的形变值的技术方案，本申请实施例提供了一种形变计算方法及装置。以下结合说明书附图，从检测设备的角度对本申请实施例提供的形变计算方法进行说明。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，所述检测设备可以是实体设备，也可以是运行于计算机或服务器的软件。本申请实施例提供的形变计算方法是本申请发明人基于飞机蒙皮的特点提出的，并不代表该方法仅能用于检测飞机蒙皮的形变值。本领域技术人员能够想到利用本申请实施例提供的形变计算方法检测其他与飞机蒙皮具有相似特性的目标表面的形变值。例如，在一些可能的实现方式中，本申请实施例提供的形变计算方法还可以用于检测车身蒙皮等目标表面的形变值。下面以目标表面为飞机蒙皮为例进行说明。

参见图1，图1为本申请实施例提供的形变计算方法的方法流程图，包括：

S101：获取检测数据集合和所述目标位置。

在确定目标表面在目标位置的形变值之前，检测设备可以先获取检测数据集合和目标位置。其中，检测数据集合可以包括至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置，和目标表面在每个形变检测点的位置，目标位置可以是目标表面上任意一个位置。例如，技术人员可以预先在目标表面上选择至少两个形变检测点，记录每个形变检测点在目标表面上的位置，并在每个形变检测点上设置一个应变片，从而通过应变片确定目标表面在该形变检测点的形变值。相应地，检测设备可以通过有线或无线连接获取检测数据集合。

考虑到本申请实施例提供的形变计算方法是依据不同位置和形变值之间的关联关系确定目标位置的形变值，在本申请实施例中，任意两个形变检测点之间的距离可以较近，且目标位置可以是距离形变检测点较近的位置。当目标表面的表面积较大时，可以将目标表面划分为多个区域，并在每个区域内选择至少两个形变检测点。

在一些可能的实现方式中，形变检测点的数量为4个。为了便于描述，在后文介绍中分别用x

S102：根据所述检测数据集合确定所述目标表面的位置和形变值之间的关联关系。

在获取到检测数据集合后，检测设备可以根据检测数据集合确定目标表面上各个位置和该位置的形变值之间的关联关系。即，检测设备可以根据检测数据集合中的数据，对目标表面的实际工作情况进行模拟分析，通过已知点的形变值对目标表面上各个未知点的形变值进行预测。

在本申请实施例中，检测设备可以先根据检测数据集合确定目标表面的半变异函数值。其中，半变异函数值能够体现目标表面在至少两个形变检测点中任意两个形变检测点的形变值之间的不相关性。也就是说，半变异函数的值越大，形变检测点的形变值之间的关联程度也就越小，即一个形变检测点的形变对另一个形变检测点的形变值的影响也就越小。

在一些可能的实现中，半变异函数值的计算公式中自变量为任意两个形变检测点之间的距离h。那么，该半变异函数值的计算公式可以表示为：

其中，γ(h)表示任意两个距离为h的形变检测点之间的半变异函数的值；n为被h分开的、成对的形变检测点的数量。Z(x

例如，假设形变检测点有4个，形变检测点x

相应地，如果形变检测点x

同理，通过将检测数据集合中已知的各个形变检测点之间的距离和形变值带入半变异函数值的计算公式，即可确定至少一对γ(h)与h之间的对应关系。

在得到至少一个半变异函数值后，检测设备可以根据目标表面的实际工作情况对半变异函数值进行拟合，得到半变异函数。也就是说，通过检测数据集合可以确定半变异函数的一个或多个点，即一对或多对γ(h)与h对应关系。在通过已知的点对半变异函数进行拟合，即可确定半变异函数的表达式。

本申请发明人通过实验发现，球状模型可以较好地拟合各个形变检测点的半变异函数值的计算结果，因此可以通过球状模型拟合半变异函数。在一些可能的实现方式中，拟合前的半变异函数可以为：

将已知的γ(h)和h带入上述公式，即可确定C

由于半变异函数以正态分布的数据为基础，在本申请实施例中，检测设备可以在计算半变异函数值之前先判断检测数据集合中各个数据是否符合正态分布。如果检测数据集合不符合正态分布，检测设备可以将检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合。可选地，检测设备可以先计算检测数据集合的偏态数据。若偏态数据较小，可以对通过平方根(sqrt)函数将检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合；偏态数据较大，可以对通过自然对数(natural logarithm，ln)函数将检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合；偏态数据严重过大，可以对通过常用对数(common logarithm，lg)函数将检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合。

在得到半变异函数值后，检测设备可以根据半变异函数建立模型，该模型可以表示目标表面任意位置与该位置的形变值之间的关联关系。可选地，该模型可以是克里金(Kriging)模型。例如，假设检测数据集合包括三个形变检测点(x

其中，h

可选地，为了简化计算并保证误差降至最小，可以在Kriging模型汇总移入拉格朗日系数λ。那么，该Kriging模型的公式可以为

通过求解Kriging模型，即可确定权重系数b

S103：根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

在确定了目标表面的位置和形变值之间的关联关系后，检测设备可以根据目标位置和关联关系确定目标表面在目标位置的形变值。例如，检测设备可以将目标位置带入关联关系，从而确定与该目标位置对应的形变值。

假设该关联关系以权重系数b

Z(x

相应地，当形变检测点的数量增多时，检测设备可以通过每个形变检测点的形变值和该形变检测狄安对应的权重系数计算目标表面在目标位置的形变值。

本申请实施例提供了一种形变计算方法。该形变计算方法可以根据目标表面上已知位置的形变值预测预测目标表面上任一目标位置的形变值。其中，该目标表面为连续的表面，例如可以是飞机蒙皮。在预测目标位置的形变值时，可以先获取检测数据集合和待预测的目标位置，该检测数据集合中包括至少一个形变检测点中每个形变检测点的位置，和目标表面在该形变检测点的形变值。接着，可以根据检测数据集合确定目标表面上各个位置的形变值之间的关联关系，从而根据该关联关系预测目标表面在目标位置上的形变值。这样，可以根据目标表面上已知位置的形变对目标表面的整体形变情况进行分析，确定目标表面上各个点的位置与形变之间的关联关系，从而根据该关联关系确定目标表面在目标位置上的形变值。如此，相较于现有技术，仅需获取目标表面上有限数量的形变检测点的形变值，即可确定目标表面上任意目标位置的形变值，既提高了检测准确率，又减少了形变检测的工作难度，提高了检测效率。

以上为本申请实施例提供形变计算方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的上述装置进行介绍。

参见图2所示的形变计算装置的结构示意图，该装置200包括：

获取单元210，用于获取检测数据集合和所述目标位置，所述检测数据集合包括至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和目标表面在所述形变检测点的形变值。

关联确定单元220，用于根据所述检测数据集合确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系。

形变确定单元230，用于根据所述目标位置和所述关联关系确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

本申请实施例提供了一种形变计算装置。该形变计算装置可以根据目标表面上已知位置的形变值预测预测目标表面上任一目标位置的形变值。其中，该目标表面为连续的表面，例如可以是飞机蒙皮。在预测目标位置的形变值时，可以先获取检测数据集合和待预测的目标位置，该检测数据集合中包括至少一个形变检测点中每个形变检测点的位置，和目标表面在该形变检测点的形变值。接着，可以根据检测数据集合确定目标表面上各个位置的形变值之间的关联关系，从而根据该关联关系预测目标表面在目标位置上的形变值。这样，可以根据目标表面上已知位置的形变对目标表面的整体形变情况进行分析，确定目标表面上各个点的位置与形变之间的关联关系，从而根据该关联关系确定目标表面在目标位置上的形变值。如此，相较于现有技术，仅需获取目标表面上有限数量的形变检测点的形变值，即可确定目标表面上任意目标位置的形变值，既提高了检测准确率，又减少了形变检测的工作难度，提高了检测效率。

可选地，在一些可能的实现方式中，所述关联确定单元220，用于根据所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的位置和形变值，确定至少一个半变异函数值，所述半变异函数值表示所述至少两个形变检测点中两个形变检测点的形变值之间的不相关性；根据所述至少一个半变异函数值确定所述目标表面上位置和形变值之间的关联关系。

可选地，在一些可能的实现方式中，所述关联确定单元220，用于根据所述目标表面的实际工作情况对所述至少一个半变异函数值进行拟合，得到半变异函数，所述半变异函数表示所述目标表面上任意两个点的距离和这两个点的形变值之间的不相关性；根据所述半变异函数建立模型，所述模型表示所述目标表面的位置与该位置的形变值之间的对应关系。

所述形变确定单元230，用于根据所述模型和所述目标位置确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，在一些可能的实现方式中，所述关联确定单元220，用于根据所述半变异函数建立克里金Kriging模型，所述Kriging模型用于确定所述至少两个形变检测点中每个形变检测点对应的关联权重系数，所述关联权重系数表示形变检测点的形变值对所述目标表面在目标位置的形变值的影响程度。

所述形变确定单元230，用于根据所述关联权重系数和所述至少两个形变检测点中每个形变检测点的形变，确定所述目标表面在所述目标位置的形变值。

可选地，在一些可能的实现方式中，所述关联确定单元220，还用于判断所述检测数据集合是否符合正态分布；响应于所述检测数据集合不符合正态分布，将所述检测数据集合转换为符合正态分布的数据集合。

本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-only memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。