基于四目立體視覺的直升機(jī)旋翼?yè)]舞角測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角是驗(yàn)證旋翼制造工藝，以及反映旋翼工作狀態(tài)的重要參數(shù)，直接影響直升機(jī)的安全性和穩(wěn)定性，其精確測(cè)量對(duì)直升機(jī)維護(hù)和生產(chǎn)具有重要意義。針對(duì)現(xiàn)有的雙目立體視覺直升機(jī)旋翼?yè)]舞角測(cè)量系統(tǒng)會(huì)受到視場(chǎng)大小、攝像機(jī)分辨率的限制，以及測(cè)量物的自遮擋，本文采用四目立體視覺技術(shù)，開展了直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量系統(tǒng)的研究，主要工作內(nèi)容和研究成果如下：
　　(1)設(shè)計(jì)了基于四目立體視覺的直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)需求分析，進(jìn)行了揮舞

2、角測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，并完成了軟硬件的聯(lián)調(diào)。硬件方面，根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，完成了攝像機(jī)、圖像采集卡、PC機(jī)、倍頻器、全站儀和光源等硬件設(shè)備的選型。軟件方面，根據(jù)系統(tǒng)需求，完成了軟件總體設(shè)計(jì)，軟件系統(tǒng)主要包括設(shè)備管理、圖像采集、四目立體視覺標(biāo)定、標(biāo)記點(diǎn)三維信息計(jì)算和揮舞角計(jì)算等功能模塊，并利用Visual Studio2010實(shí)現(xiàn)了各模塊功能。經(jīng)過(guò)軟硬件聯(lián)調(diào)，本文設(shè)計(jì)的測(cè)量系統(tǒng)可滿足用戶需求。
　　(2)研究并實(shí)現(xiàn)了一種基于全

3、站儀的四目立體視覺標(biāo)定方法。首先，將四目立體視覺分成兩組雙目立體視覺，并完成立體標(biāo)定；然后，將棋盤格靶標(biāo)分別放置在兩組雙目立體視覺視場(chǎng)中并采集棋盤格圖像，并計(jì)算棋盤格角點(diǎn)在兩組攝像機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)，同時(shí)利用全站儀采集棋盤格角點(diǎn)在全站儀坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；最后，利用兩組攝像機(jī)坐標(biāo)系和全站儀坐標(biāo)系下的角點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算出兩組攝像機(jī)坐標(biāo)系與全站儀坐標(biāo)系間的位置關(guān)系，通過(guò)坐標(biāo)系間的位置關(guān)系分別將兩組雙目立體視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到全站儀坐標(biāo)系下，即完成

4、四目立體視覺系統(tǒng)標(biāo)定。通過(guò)真實(shí)的四目立體視覺標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，本方法具有較高的標(biāo)定精度，可滿足直升機(jī)旋翼?yè)]舞角測(cè)量要求。
　　(3)提出了一種基于四目立體視覺槳葉揮舞角測(cè)量方法。首先，利用四目立體視采集不同方位粘有標(biāo)記點(diǎn)的槳葉圖像對(duì)，兩對(duì)雙目立體視覺各分管槳葉軌跡平面的180°；其次，通過(guò)圖像校正、標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)、標(biāo)記點(diǎn)匹配和雙目立體視覺標(biāo)定結(jié)果計(jì)算出槳葉圖像中標(biāo)記點(diǎn)在雙目立體視覺坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，并利用四目立體視覺標(biāo)定結(jié)果計(jì)算標(biāo)記點(diǎn)