基于雙目視覺的直升機(jī)旋翼槳葉共錐度檢測(cè)方法研究.pdf

1、旋翼槳葉共錐度是反映直升機(jī)旋翼系統(tǒng)工作狀態(tài)的參數(shù),該參數(shù)如果異常,將直接影響直升機(jī)的飛行性能,給飛行造成一定的安全隱患,因此,高效、精確的檢測(cè)旋翼槳葉共錐度對(duì)保障直升機(jī)的飛行安全具有重要意義。本文在航空科學(xué)基金、江西省高等學(xué)校科技落地計(jì)劃項(xiàng)目和研究生創(chuàng)新基金的資助下,采用雙目視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù),對(duì)直升機(jī)旋翼槳葉共錐度檢測(cè)方法展開了深入研究,主要工作內(nèi)容和研究成果如下:
　　(1)構(gòu)建了基于雙目視覺的直升機(jī)旋翼槳葉共錐度檢測(cè)硬件

2、系統(tǒng)。首先,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行分析,根據(jù)要求選擇攝像機(jī)和鏡頭、選取同步方式、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;然后,利用選擇的攝像機(jī)、鏡頭、同步盒和三腳架等構(gòu)建雙目視覺系統(tǒng);最后,利用雙目視覺系統(tǒng)、千兆網(wǎng)卡、閃光燈和角度傳感器等構(gòu)建整個(gè)硬件系統(tǒng)。
　　(2)實(shí)現(xiàn)了基于OpenCV的雙目視覺系統(tǒng)標(biāo)定及立體校正。考慮到旋翼槳葉共錐度檢測(cè)對(duì)精度的要求,首先采用張正友提出的基于棋盤格平面的標(biāo)定方法對(duì)雙目視覺系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定;然后,采用Bouguet算法進(jìn)行

3、立體校正,使兩攝像機(jī)圖像平面準(zhǔn)確共面且行對(duì)準(zhǔn),并計(jì)算出二維圖像點(diǎn)重投影到三維中的重投影矩陣。雙目視覺系統(tǒng)標(biāo)定及立體校正的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,標(biāo)定方法操作簡(jiǎn)單,且誤差小于0.1個(gè)像素,立體校正效果也較好,能夠滿足后續(xù)共錐度檢測(cè)的要求。
　　(3)提出了基于雙目視覺的直升機(jī)旋翼槳葉共錐度檢測(cè)方法。該方法通過測(cè)量粘貼在不同槳葉槳尖處編碼標(biāo)記點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息,實(shí)現(xiàn)旋翼槳葉共錐度的檢測(cè)。首先,采用Bouguet校正算法對(duì)采集的槳葉圖像進(jìn)行校正,使

4、左右圖像行對(duì)準(zhǔn);其次,采用最大類間方差法和形態(tài)學(xué)濾波對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理;再次,結(jié)合標(biāo)記點(diǎn)的幾何特征,采用連通區(qū)域標(biāo)記、Canny邊緣檢測(cè)算子、最小二乘圓擬合等方法對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),精確確定標(biāo)記點(diǎn)中心圓圖像坐標(biāo)及半徑;然后,采用掃描法對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行解碼及匹配,得到標(biāo)記點(diǎn)在左右圖像中的視差;最后,利用視差原理計(jì)算出標(biāo)記點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息,并對(duì)旋翼槳葉共錐度進(jìn)行分析。通過對(duì)安裝在旋翼塔上的真實(shí)槳葉進(jìn)行多次檢測(cè)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明本文共錐度檢測(cè)方法的誤差小