本文關(guān)鍵詞：基于雙目視覺(jué)的直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量方法研究

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【摘要】：揮舞角與擺陣角、扭轉(zhuǎn)角的變化共同組成直升機(jī)旋翼槳葉的變形參數(shù)。在旋翼槳葉運(yùn)動(dòng)過(guò)程中測(cè)量槳葉變形參數(shù),可確定槳葉運(yùn)動(dòng)范圍和槳尖運(yùn)動(dòng)軌跡,為旋翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、槳轂上下限動(dòng)塊設(shè)計(jì)、槳葉載荷設(shè)計(jì)、旋翼共錐度調(diào)整提供重要依據(jù)。旋翼槳葉變形參數(shù)測(cè)量直接關(guān)系到直升機(jī)的安全性、舒適性、可靠性和武器系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,是直升機(jī)研制、生產(chǎn)和使用維護(hù)中的重要檢查項(xiàng)目。針對(duì)現(xiàn)有測(cè)量方法存在操作復(fù)雜,自動(dòng)化程度和測(cè)量精度有待進(jìn)一步提高的問(wèn)題,本文在基于立體視覺(jué)測(cè)量方法的基礎(chǔ)上,采用編碼標(biāo)記點(diǎn)方法和旋翼坐標(biāo)系法,開(kāi)展了直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量方法研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)建立了基于雙目視覺(jué)的直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量系統(tǒng)。開(kāi)展了測(cè)量系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。硬件方面,分?jǐn)?shù)據(jù)處理、雙目視覺(jué)和觸發(fā)信號(hào)控制等三個(gè)模塊對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行了選型分析;首先,根據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理效率及存儲(chǔ)空間大小的要求,對(duì)PC機(jī)的選型進(jìn)行了分析;其次,根據(jù)系統(tǒng)對(duì)雙目視覺(jué)測(cè)量精度的要求,對(duì)攝像機(jī)和鏡頭的選型進(jìn)行了分析;最后,根據(jù)雙目視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)觸發(fā)信號(hào)的要求,對(duì)倍頻器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。軟件方面,分圖像采集、標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)計(jì)算和揮舞角計(jì)算等三個(gè)模塊,對(duì)軟件各項(xiàng)功能進(jìn)行了概要設(shè)計(jì)分析。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速旋轉(zhuǎn)槳葉的高清雙目圖像采集,構(gòu)建了揮舞角測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)框架。(2)研究并實(shí)現(xiàn)了基于雙目視覺(jué)的標(biāo)記點(diǎn)三維信息測(cè)量方法。首先,利用OpenCV技術(shù),實(shí)現(xiàn)了雙目攝像機(jī)的標(biāo)定以及旋翼槳葉圖像的校正;其次,研究了環(huán)狀人工編碼標(biāo)記點(diǎn)的原理,采用大津法、形態(tài)學(xué)濾波、形狀因子法、橢圓擬合等方法,實(shí)現(xiàn)了編碼標(biāo)記點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè),并根據(jù)碼值相等的原則實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)的自動(dòng)匹配;最后,根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)匹配結(jié)果,利用重投影方程實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)三維信息的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文采用的攝像機(jī)標(biāo)定算法誤差小于0.37像素,標(biāo)記點(diǎn)三維信息的測(cè)量誤差小于2 mm,實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)三維信息自動(dòng)化、高精度測(cè)量。(3)研究并實(shí)現(xiàn)了直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角的測(cè)量。首先,研究了直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角的定義及其測(cè)量方法;其次,根據(jù)旋翼坐標(biāo)系的定義,通過(guò)計(jì)算標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo),建立了旋翼坐標(biāo)系,并將標(biāo)記點(diǎn)的三維信息從攝像機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到旋翼坐標(biāo)系;最后,在旋翼坐標(biāo)系下,實(shí)現(xiàn)了旋翼槳葉揮舞角的計(jì)算。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明,本文旋翼坐標(biāo)系參數(shù)計(jì)算誤差小于2 mm,計(jì)算得到的揮舞角大小穩(wěn)定,可以滿足直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量的要求。
【關(guān)鍵詞】：雙目視覺(jué) 旋翼槳葉 編碼標(biāo)記點(diǎn) 旋翼坐標(biāo)系 揮舞角測(cè)量
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V275.1;TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 直升機(jī)旋翼槳葉變形參數(shù)測(cè)量方法研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 立體視覺(jué)技術(shù)研究現(xiàn)狀10
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線10-13
• 1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容10-11
• 1.3.2 技術(shù)路線11-13
• 第2章 直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)13-25
• 2.1 概述13-14
• 2.2 硬件子系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-19
• 2.2.1 硬件子系統(tǒng)組成14
• 2.2.2 主要器件技術(shù)指標(biāo)和選型14-19
• 2.3 軟件子系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-24
• 2.3.1 軟件子系統(tǒng)組成19-20
• 2.3.2 主要功能模塊設(shè)計(jì)20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于雙目視覺(jué)的標(biāo)記點(diǎn)三維信息測(cè)量25-46
• 3.1 概述25-26
• 3.2 雙目視覺(jué)標(biāo)定及校正26-32
• 3.2.1 雙目視覺(jué)標(biāo)定原理26-29
• 3.2.2 標(biāo)定圖像采集29-30
• 3.2.3 標(biāo)定模板圖像的角點(diǎn)檢測(cè)30-31
• 3.2.4 標(biāo)記點(diǎn)圖像的標(biāo)定及校正31-32
• 3.3 編碼標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)及匹配32-37
• 3.3.1 人工編碼標(biāo)記點(diǎn)原理32-33
• 3.3.2 編碼標(biāo)記點(diǎn)檢測(cè)33-37
• 3.3.3 編碼標(biāo)記點(diǎn)匹配37
• 3.4 標(biāo)記點(diǎn)三維信息測(cè)量37-39
• 3.4.1 標(biāo)記點(diǎn)圖像采集38
• 3.4.2 標(biāo)記點(diǎn)三維信息計(jì)算38-39
• 3.5 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析39-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 直升機(jī)旋翼槳葉揮舞角測(cè)量方法46-62
• 4.1 概述46-47
• 4.2 旋翼坐標(biāo)系建立47-55
• 4.2.1 標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)獲取48-49
• 4.2.2 坐標(biāo)軸矢量計(jì)算49-53
• 4.2.3 坐標(biāo)系原點(diǎn)計(jì)算53-54
• 4.2.4 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換54-55
• 4.3 揮舞角測(cè)量55-57
• 4.3.1 揮舞角測(cè)量原理56
• 4.3.2 揮舞角測(cè)量步驟56-57
• 4.4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析57-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 研究工作總結(jié)62-63
• 5.2 研究工作展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目和研究成果68-69
• 致謝69-70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張修軍,郭霞,金心宇;帶標(biāo)記矯正的二值圖象連通域像素標(biāo)記算法[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2003年02期

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本文編號(hào)：1013082