基于全景視覺的直升機(jī)旋翼共錐度測量系統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、全景視覺成像系統(tǒng)能夠達(dá)到大于半球視場的成像范圍，且相機(jī)關(guān)于對稱軸的旋轉(zhuǎn)不會對場景造成很大的影響，它的優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用到機(jī)器人導(dǎo)航、三維重建、視覺監(jiān)控、虛擬漫游和視覺測量等諸多領(lǐng)域，是近年來的研究熱點之一。然而全景視覺系統(tǒng)拍攝得到的大視野圖像是以圖像畸變?yōu)榇鷥r的，畸變產(chǎn)生的原因很多，包括全景的結(jié)構(gòu)設(shè)計、鏡面參數(shù)的選擇和相機(jī)性能參數(shù)等。為了得到直觀的圖像或是場景重建，需要建立一個模型完整的估計像素上的點和空間中的點一一對應(yīng)關(guān)系，這是相機(jī)從

2、二維圖像獲取三維信息所必不可少的步驟，稱之為標(biāo)定。本文主要研究將全景視覺應(yīng)用到直升機(jī)旋翼共錐度測量中時所需要采用的標(biāo)定方法，并在標(biāo)定的基礎(chǔ)上對旋翼錐度值進(jìn)行測量。主要從以下幾方面進(jìn)行說明：
　　 首先對全景視覺成像系統(tǒng)的發(fā)展、應(yīng)用和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了說明，其中折反射全景視覺系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的全景視覺模式，為了方便后續(xù)標(biāo)定、測量和研究的進(jìn)行，本文對折反射全景視覺系統(tǒng)模型進(jìn)行了主要介紹，目前主要有透視模型，徑向失真模型和球面投

3、影模型，其中球面投影模型經(jīng)提出后不斷完善，被證明不僅適應(yīng)于單視點折反射成像系統(tǒng)，對于非單視點成像的魚眼鏡頭也可以用這一模型解釋。再結(jié)合本次論文的研究背景，對直升機(jī)旋翼共錐度已有的測量方法進(jìn)行了介紹。
　　 然后在折反射成像系統(tǒng)的球面投影模型的基礎(chǔ)上提出了一種標(biāo)定方法，這一方法靈活易行，但是主要是針對單視點全景系統(tǒng)的標(biāo)定。同時給出了一種基于任意圖像的標(biāo)定方法，這一方法對系統(tǒng)的單視點約束不做要求，可以分別估計出鏡面參數(shù)和相對相機(jī)的位

4、置關(guān)系，但是基于這種方法對直升機(jī)進(jìn)行測量的話需要對系統(tǒng)有很強的約束，因此雖然易于標(biāo)定但是不易于測量。因此主要提出了一種根據(jù)單視點的標(biāo)定原理對直升機(jī)旋翼共錐度進(jìn)行測量的方法。這一方法仿照球面投影的標(biāo)定原理，通過在旋翼上粘貼標(biāo)定塊，進(jìn)而可以對旋翼的錐度差進(jìn)行測量。
　　 最后經(jīng)過對兩種標(biāo)定方法的比較和旋翼測量原理的說明，選擇基于球面投影模型的標(biāo)定方法作為本次實驗的研究內(nèi)容。同時根據(jù)新提出來的在旋翼上粘貼標(biāo)定塊的方法來對旋翼槳葉在零錐