艦載直升機光電助降技術(shù)與聲光掃描測量實驗.pdf

1、本論文以十五科技項目為背景,針對直升機歸航引導系統(tǒng)和助降系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了探討和研究。為了確保艦載直升機在完成任務(wù)后安全返航和著艦,需要通過引導系統(tǒng)和助降系統(tǒng)實時監(jiān)測直升機的位置并對其歸航和著降過程進行控制。本文在提高系統(tǒng)的實時性與測量精度方面做了大量的研究工作。針對直升機著降過程中位置參數(shù)的測量,本文首先介紹了一種基于四特征點的幾何算法,其特點是運算速度很快。為了提高計算精度,本文提出了一種基于多特征點的非線性算法,由于位置信

2、息由多個特征點提供,信息冗余度高,并利用了最優(yōu)化原理,因此具有測量精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。四特征點由信標燈組成,而多特征點由多邊形的角點提供。對四信標點圖像采用低通濾波、P參數(shù)閾值分割和重心法獲取亮斑中心坐標;對多邊形圖像采用了中值濾波、自適應(yīng)閾值分割,再利用一種新的方法提取角點,該方法采用了隔行掃描、局部邊緣檢測和輪廓跟蹤、利用直線分裂和合并。對于助降用攝像機鏡頭畸變嚴重的情況,提出了一種快速有效的校正方法,本方法利用攝影幾何學中的交

3、叉比不變性校正畸變中心并采用共線性原理標定畸變系數(shù)。實驗表明,用該方法對鏡頭畸變標定后,測量結(jié)果的平均誤差減小為標定前的1/5。編寫了應(yīng)用程序,實現(xiàn)對數(shù)字圖像實時處理,并計算出位姿參數(shù);并搭建了半實物實時助降實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實時性可以達到每秒5幀圖像,在3m范圍內(nèi),測距誤差不超過1cm。為了完成對歸航過程的位置測量,本文利用聲光掃描測量位置的技術(shù)及聲光偏轉(zhuǎn)器工作原理,設(shè)計了聲光掃描實驗系統(tǒng),完成了微弱信號的放大、采樣經(jīng)單片機處理送入計