基于雙目視覺的直升機旋翼槳葉共錐度檢測方法研究.pdf

1、旋翼槳葉共錐度是反映直升機旋翼系統(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、精確的檢測旋翼槳葉共錐度對保障直升機的飛行安全具有重要意義。本文在航空科學基金、江西省高等學?？萍悸涞赜媱濏椖亢脱芯可鷦?chuàng)新基金的資助下,采用雙目視覺技術和圖像處理技術,對直升機旋翼槳葉共錐度檢測方法展開了深入研究,主要工作內容和研究成果如下:
　　(1)構建了基于雙目視覺的直升機旋翼槳葉共錐度檢測硬件

2、系統(tǒng)。首先,對整個系統(tǒng)的性能指標進行分析,根據(jù)要求選擇攝像機和鏡頭、選取同步方式、構建網(wǎng)絡環(huán)境;然后,利用選擇的攝像機、鏡頭、同步盒和三腳架等構建雙目視覺系統(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建整個硬件系統(tǒng)。
　　(2)實現(xiàn)了基于OpenCV的雙目視覺系統(tǒng)標定及立體校正?？紤]到旋翼槳葉共錐度檢測對精度的要求,首先采用張正友提出的基于棋盤格平面的標定方法對雙目視覺系統(tǒng)進行標定;然后,采用Bouguet算法進行

3、立體校正,使兩攝像機圖像平面準確共面且行對準,并計算出二維圖像點重投影到三維中的重投影矩陣。雙目視覺系統(tǒng)標定及立體校正的實驗結果表明,標定方法操作簡單,且誤差小于0.1個像素,立體校正效果也較好,能夠滿足后續(xù)共錐度檢測的要求。
　　(3)提出了基于雙目視覺的直升機旋翼槳葉共錐度檢測方法。該方法通過測量粘貼在不同槳葉槳尖處編碼標記點的三維坐標信息,實現(xiàn)旋翼槳葉共錐度的檢測。首先,采用Bouguet校正算法對采集的槳葉圖像進行校正,使

4、左右圖像行對準;其次,采用最大類間方差法和形態(tài)學濾波對圖像進行預處理;再次,結合標記點的幾何特征,采用連通區(qū)域標記、Canny邊緣檢測算子、最小二乘圓擬合等方法對標記點進行檢測,精確確定標記點中心圓圖像坐標及半徑;然后,采用掃描法對標記點進行解碼及匹配,得到標記點在左右圖像中的視差;最后,利用視差原理計算出標記點的三維坐標信息,并對旋翼槳葉共錐度進行分析。通過對安裝在旋翼塔上的真實槳葉進行多次檢測實驗,結果表明本文共錐度檢測方法的誤差小