基于四目立體視覺的直升機旋翼揮舞角測量系統(tǒng)研究.pdf

1、直升機旋翼槳葉揮舞角是驗證旋翼制造工藝，以及反映旋翼工作狀態(tài)的重要參數(shù)，直接影響直升機的安全性和穩(wěn)定性，其精確測量對直升機維護和生產(chǎn)具有重要意義。針對現(xiàn)有的雙目立體視覺直升機旋翼揮舞角測量系統(tǒng)會受到視場大小、攝像機分辨率的限制，以及測量物的自遮擋，本文采用四目立體視覺技術，開展了直升機旋翼槳葉揮舞角測量系統(tǒng)的研究，主要工作內(nèi)容和研究成果如下：
　　(1)設計了基于四目立體視覺的直升機旋翼槳葉揮舞角測量系統(tǒng)。根據(jù)需求分析，進行了揮舞

2、角測量系統(tǒng)的軟硬件設計，并完成了軟硬件的聯(lián)調(diào)。硬件方面，根據(jù)各項技術指標的要求，完成了攝像機、圖像采集卡、PC機、倍頻器、全站儀和光源等硬件設備的選型。軟件方面，根據(jù)系統(tǒng)需求，完成了軟件總體設計，軟件系統(tǒng)主要包括設備管理、圖像采集、四目立體視覺標定、標記點三維信息計算和揮舞角計算等功能模塊，并利用Visual Studio2010實現(xiàn)了各模塊功能。經(jīng)過軟硬件聯(lián)調(diào)，本文設計的測量系統(tǒng)可滿足用戶需求。
　　(2)研究并實現(xiàn)了一種基于全

3、站儀的四目立體視覺標定方法。首先，將四目立體視覺分成兩組雙目立體視覺，并完成立體標定；然后，將棋盤格靶標分別放置在兩組雙目立體視覺視場中并采集棋盤格圖像，并計算棋盤格角點在兩組攝像機坐標系下的三維坐標，同時利用全站儀采集棋盤格角點在全站儀坐標系下的三維坐標；最后，利用兩組攝像機坐標系和全站儀坐標系下的角點三維坐標計算出兩組攝像機坐標系與全站儀坐標系間的位置關系，通過坐標系間的位置關系分別將兩組雙目立體視覺系統(tǒng)轉換到全站儀坐標系下，即完成

4、四目立體視覺系統(tǒng)標定。通過真實的四目立體視覺標定實驗，結果表明，本方法具有較高的標定精度，可滿足直升機旋翼揮舞角測量要求。
　　(3)提出了一種基于四目立體視覺槳葉揮舞角測量方法。首先，利用四目立體視采集不同方位粘有標記點的槳葉圖像對，兩對雙目立體視覺各分管槳葉軌跡平面的180°；其次，通過圖像校正、標記點檢測、標記點匹配和雙目立體視覺標定結果計算出槳葉圖像中標記點在雙目立體視覺坐標系下的坐標，并利用四目立體視覺標定結果計算標記點