基于PC104的直升機(jī)旋翼槳葉共錐度快速測量方法研究.pdf

1、直升機(jī)旋翼槳葉共錐度是反映直升機(jī)旋翼工作狀態(tài)的重要參數(shù)，該參數(shù)直接影響直升機(jī)的安全性、穩(wěn)定性和舒適性，該參數(shù)精確測量對直升機(jī)生產(chǎn)和維護(hù)具有重要意義。針對現(xiàn)有測量方法主要用于旋翼塔槳葉共錐度的測量，無法適應(yīng)無人直升機(jī)機(jī)載共錐度實(shí)時(shí)測量的問題，本文采用PC104構(gòu)建機(jī)載直升機(jī)旋翼槳葉共錐度測量系統(tǒng)，為使共錐度測量方法適應(yīng)機(jī)載實(shí)時(shí)要求，深入研究了共錐度測量的快速方法。主要工作內(nèi)容和研究成果如下：
　　(1)構(gòu)建了基于PC104的直升機(jī)旋

2、翼槳葉共錐度測量系統(tǒng)。根據(jù)無人直升機(jī)旋翼槳葉共錐度測量技術(shù)指標(biāo)對系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)包括雙目立體視覺子系統(tǒng)、嵌入式子系統(tǒng)、照明子系統(tǒng)、上位機(jī)子系統(tǒng)；軟件系統(tǒng)分為上位機(jī)配置軟件和PC104下槳葉共錐度實(shí)時(shí)測量軟件。上位機(jī)配置軟件主要包括雙目攝像機(jī)管理、圖像實(shí)時(shí)預(yù)覽、模板圖像采集與顯示、立體視覺標(biāo)定、標(biāo)定結(jié)果顯示等功能模塊，主要完成雙目視覺系統(tǒng)的參數(shù)配置與耗時(shí)較長的立體視覺系統(tǒng)標(biāo)定，槳葉共錐度測量

3、軟件包括網(wǎng)絡(luò)通信、旋翼圖像采集，標(biāo)記點(diǎn)檢測、標(biāo)記點(diǎn)三維信息計(jì)算、槳葉共錐度測量等功能模塊，主要完成機(jī)載旋翼槳葉共錐度實(shí)時(shí)測量。
　　(2)提出了直升機(jī)旋翼槳葉共錐度測量中標(biāo)記點(diǎn)快速檢測方法。首先，采用中值濾波、限制對比度自適應(yīng)直方圖均衡算法對含有圓形標(biāo)記點(diǎn)的圖像進(jìn)行預(yù)處理；然后，利用圓形標(biāo)記點(diǎn)在不同閾值分割下質(zhì)心變化不明顯的特性，同時(shí)結(jié)合連通域圓度和慣性率特征，實(shí)現(xiàn)了較小圓形標(biāo)記點(diǎn)在復(fù)雜背景下的準(zhǔn)確定位；最后，在局部極坐標(biāo)系下利用

4、最小二乘擬合法對標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行圓擬合，實(shí)現(xiàn)了高精度定位。通過在實(shí)驗(yàn)室模擬槳葉共錐度測量復(fù)雜背景與真實(shí)旋翼槳葉背景下進(jìn)行標(biāo)記點(diǎn)定位實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，本文方法能夠在復(fù)雜背景下快速、高精度定位較小圓形標(biāo)記點(diǎn)，滿足后續(xù)機(jī)載旋翼槳葉共錐度實(shí)時(shí)測量的要求。
　　(3)開展了基于PC104的機(jī)載旋翼槳葉共錐度測量方法研究。首先，利用上位機(jī)配置軟件對雙目立體視覺系統(tǒng)進(jìn)行雙目標(biāo)定和立體校正，并將獲得的雙目立體視覺系統(tǒng)的方式內(nèi)、外參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)通信傳遞給PC