【技术实现步骤摘要】
一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法
[0001]本专利技术属于视觉测量技术研究领域，尤其涉及一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法。
技术介绍
[0002]飞机作为一种航空飞行器，具有方便、快速和灵活的特点。因此，飞机在各个领域得到广泛应用：在军事方面，被用于空中侦查、物资输送、战略打击等；在民用方面，被用于交通运输、森林灭火、医疗救助等。为了保障飞机的安全运行，在飞机研制和飞行试验阶段，需要获得精确可靠的飞行性能参数。其中，飞机方向舵和升降舵控制着飞机飞行状态，决定了飞机的飞行方向和飞行轨迹，所以必须定期对方向舵和升降舵进行外场校准测量。在测量中不允许对飞机结构做任何改动，因此，研究高精度的飞机舵面角非接触式测量装置对保障飞机安全运行具有重要的实际意义。
[0003]传统的飞机舵面角测量方式大致可以分为两种，一种是利用机械测量装置进行飞机舵面角测量，该方法操作复杂，需要专业的测量人员进行测量；另一种方式是利用传感器进行飞机舵面角测量，但是由于在测量中不允许对飞机结构做任何改动，这种方式也不适用。并且，传统方法存在安...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、通过由左相机和右相机组成的双目立体视觉系统，进行标定图像采集以及飞机舵面角测量图像采集；步骤2、运行测量软件，通过人机交互软件完成对双目立体视觉相机的查找、连接、配置，然后采集、显示、处理模板图像，进行立体视觉系统标定，最后获得标定参数：畸变矩阵K、旋转矩阵R、平移矩阵T和重投影矩阵Q；步骤3、测量飞机舵面圆形标记点三维信息，具体步骤如下：步骤3.1利用双目立体视觉标定得到的畸变矩阵K、旋转矩阵R、平移矩阵T和重投影矩阵Q，对采集到的飞机舵面角测量图像进行畸变校正和立体校正；步骤3.2采用基于CIC的圆形标记点快速定位方法，精确定位粘贴的圆形标记点；步骤3.3利用圆形标记点检测计算得到的圆形标记点圆心像素坐标对标记点进行匹配；步骤3.4利用双目立体视觉标定得到的旋转矩阵R、平移矩阵T、重投影矩阵Q和世界坐标系下标记点的三维坐标计算公式可得到标记点的三维坐标；步骤4、利用标记点三维信息测量得到的三维坐标和最小二乘法拟合飞机舵面，通过最小二乘法对飞机舵面法向量进行计算；步骤5、利用飞机舵面法向量对飞机舵面角进行测量。2.根据权利要求1所述的一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法，其特征在于，所述步骤1中标定图像采集具体步骤如下：第1步、左相机单目标定图像采集；第2步、右相机单目标定图像采集；第3步、双目立体视觉标定图像采集；单目标定采用9*8的圆形靶标，分别在散焦位置采集左相机单目标定图像和右相机单目标定图像，双目立体视觉标定采用6*5的圆形靶标，在测量位置采集双目立体视觉标定图像；所述步骤1中飞机舵面角测量图像采集具体为：在飞机舵面上粘贴n个圆形标记点，n大于3，标记点散布在整个飞机舵面，分别在参考位置和测量位置采集飞机舵面角测量图像。3.根据权利要求1所述的一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法，其特征在于，步骤2立体视觉系统标定具体步骤为：第1步、左相机单目标定，利用采集的左相机单目标定图像对立体视觉系统左相机进行单目标定，得到左相机的内参矩阵和畸变参数向量；第2步、右相机单目标定，利用采集的右相机单目标定图像对立体视觉系统右相机进行单目标定，得到右相机的内参矩阵和畸变参数向量；第3步、双目立体视觉标定，利用采集的双目立体视觉标定图像对双目立体视觉系统进行标定，得到立体视觉系统的旋转矩阵R、平移矩阵T和重投影矩阵Q。4.根据权利要求1所述的一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法，其特征在于，所述步骤3.1中，畸变校正是利用单目标定得到的径向畸变系数和畸变校正方程，对图像进行畸变校正，经过畸变校正后可以提高测量精度；畸变校正方程如下所示：
式中，(u,v)、(u
d
,v
d
)分别为无畸变和有畸变时p点在图像平面的像素坐标；式中，r2＝u2+v2，K1、K2为径向畸变系数；立体校正是使得采集的图像行对齐。5.根据权利要求1所述的一种基于立体视觉的飞机舵面角测量方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊邦书，赵伟刚，欧巧凤，李新民，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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