本文選題：機(jī)翼變形 + 三維散斑相關(guān)法��； 參考：《中國民航大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：飛機(jī)機(jī)翼變形對飛機(jī)性能和人員安全有直接的影響,實(shí)施對變形規(guī)律的測試意義重大。傳統(tǒng)的機(jī)翼變形測試方法普遍存在測量點(diǎn)數(shù)少、實(shí)時性差等缺點(diǎn),而近年來發(fā)展成熟的三維散斑相關(guān)視覺測量技術(shù),具有精度高、實(shí)時性強(qiáng)、受環(huán)境影響小以及非接觸全場測量等優(yōu)點(diǎn),用于機(jī)翼變形測量中能很好地克服傳統(tǒng)方法的不足。因此本文對基于三維散斑相關(guān)法的機(jī)翼變形測試方法進(jìn)行研究。首先,分析了二維數(shù)字散斑相關(guān)法的相關(guān)計算原理并推導(dǎo)了雙目立體視覺的深度信息計算公式,在兩者的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維數(shù)字散斑相關(guān)法關(guān)鍵技術(shù)的研究,包括攝像機(jī)標(biāo)定的方法、匹配的本質(zhì)和三維重建的步驟。其次,結(jié)合三維散斑相關(guān)法原理和機(jī)翼變形測試特點(diǎn),構(gòu)建出測試方案的系統(tǒng)布局。在該布局下對測試的核心三維散斑相關(guān)檢測與處理部分進(jìn)行研究,建立起機(jī)翼形變的表征模型,選取可以有效抗干擾的ZNSSD相關(guān)函數(shù),分析常規(guī)變形參數(shù)初值估計法用于機(jī)翼變形測量中的問題,最后在本文的實(shí)驗(yàn)設(shè)備下對亞像素定位中的NR法和IC-GN法進(jìn)行理論分析及仿真比較。再次,提出一種新型的變形參數(shù)初值估計方法,該方法通過在散斑圖像上粘貼反射系數(shù)極高的圓形標(biāo)志點(diǎn),利用標(biāo)志點(diǎn)匹配的精確性來提高變形參數(shù)初值估計的精度。在對標(biāo)志點(diǎn)匹配時,針對以散斑為背景的圖像特點(diǎn),提出了一種改進(jìn)的SIFT算法,該算法將極值點(diǎn)檢測約束在顯著的邊緣區(qū)域,經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該算法對標(biāo)志點(diǎn)的提取更有效。最后,搭建測量系統(tǒng)完成實(shí)驗(yàn)研究。第一個實(shí)驗(yàn)對提出的變形參數(shù)初值估計方法進(jìn)行驗(yàn)證,證明了該方法能夠?yàn)閬喯袼氐峁┚_的初值,同時滿足工業(yè)中的實(shí)時性要求;第二個實(shí)驗(yàn)通過制作機(jī)翼模型,對整個變形測量方案進(jìn)行簡單實(shí)現(xiàn),很好地驗(yàn)證了本文方案的有效性。
[Abstract]:Wing deformation has a direct impact on aircraft performance and personnel safety.The traditional methods of wing deformation measurement have many disadvantages, such as low number of measuring points and poor real-time performance. In recent years, 3D speckle correlation vision measurement technology has been developed, which has high precision and high real-time performance.Because of the advantages of low environmental impact and non-contact full-field measurement, it can overcome the shortcomings of traditional methods in wing deformation measurement.Therefore, the method of wing deformation measurement based on three-dimensional speckle correlation method is studied in this paper.Firstly, the correlation calculation principle of two-dimensional digital speckle correlation method is analyzed, and the depth information calculation formula of binocular stereo vision is derived. The key techniques of 3D digital speckle correlation method are studied based on the two methods.It includes camera calibration method, matching essence and three-dimensional reconstruction steps.Secondly, according to the principle of 3D speckle correlation method and the characteristics of wing deformation measurement, the system layout of the test scheme is constructed.In this layout, the core 3D speckle correlation detection and processing part of the test is studied, and the characterization model of wing deformation is established, and the ZNSSD correlation function, which can effectively resist interference, is selected.This paper analyzes the problems of the conventional method of estimating the initial values of deformation parameters in the wing deformation measurement. Finally, the theoretical analysis and simulation comparison of NR method and IC-GN method in sub-pixel positioning are carried out under the experimental equipment in this paper.Thirdly, a new method for estimating the initial values of deformation parameters is proposed. By affixing circular marks with extremely high reflectivity to speckle images, the accuracy of initial value estimation of deformation parameters can be improved by using the accuracy of mark points matching.An improved SIFT algorithm is proposed to match the image with speckle background. The algorithm restricts the detection of extreme points to the prominent edge region. The experimental results show that the algorithm is more effective for the extraction of marker points.Finally, the measurement system is built to complete the experimental research.The first experiment verifies the proposed method for estimating the initial values of deformation parameters, which proves that the proposed method can provide accurate initial values for subpixel iteration and meet the real-time requirements of industry.A simple implementation of the whole deformation measurement scheme is carried out, and the effectiveness of the proposed scheme is well verified.
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V214.11;TP391.41

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本文編號：1751020