基于全景視覺的直升機旋翼共錐度測量系統(tǒng)標定技術研究.pdf

1、全景視覺成像系統(tǒng)能夠達到大于半球視場的成像范圍，且相機關于對稱軸的旋轉不會對場景造成很大的影響，它的優(yōu)良特性被廣泛應用到機器人導航、三維重建、視覺監(jiān)控、虛擬漫游和視覺測量等諸多領域，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，畸變產生的原因很多，包括全景的結構設計、鏡面參數(shù)的選擇和相機性能參數(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關系，這是相機從

2、二維圖像獲取三維信息所必不可少的步驟，稱之為標定。本文主要研究將全景視覺應用到直升機旋翼共錐度測量中時所需要采用的標定方法，并在標定的基礎上對旋翼錐度值進行測量。主要從以下幾方面進行說明：
　　 首先對全景視覺成像系統(tǒng)的發(fā)展、應用和國內外的研究現(xiàn)狀進行了說明，其中折反射全景視覺系統(tǒng)是應用最為廣泛的全景視覺模式，為了方便后續(xù)標定、測量和研究的進行，本文對折反射全景視覺系統(tǒng)模型進行了主要介紹，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提出后不斷完善，被證明不僅適應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。再結合本次論文的研究背景，對直升機旋翼共錐度已有的測量方法進行了介紹。
　　 然后在折反射成像系統(tǒng)的球面投影模型的基礎上提出了一種標定方法，這一方法靈活易行，但是主要是針對單視點全景系統(tǒng)的標定。同時給出了一種基于任意圖像的標定方法，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)和相對相機的位

4、置關系，但是基于這種方法對直升機進行測量的話需要對系統(tǒng)有很強的約束，因此雖然易于標定但是不易于測量。因此主要提出了一種根據(jù)單視點的標定原理對直升機旋翼共錐度進行測量的方法。這一方法仿照球面投影的標定原理，通過在旋翼上粘貼標定塊，進而可以對旋翼的錐度差進行測量。
　　 最后經過對兩種標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定方法作為本次實驗的研究內容。同時根據(jù)新提出來的在旋翼上粘貼標定塊的方法來對旋翼槳葉在零錐