用于飞机水平测量的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于飞机水平测量的方法，包括：利用激光跟踪仪测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；构建基于该多个基准点的飞机全机水平坐标系；计算多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及基于多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值和在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从测量坐标系到飞机全机水平坐标系的变换矩阵。此外，本发明专利技术还提供了一种用于飞机水平测量的系统和计算机可读存储介质。通过本发明专利技术，在飞机水平测量前不用再进行飞机调平步骤，也不用再进行飞机调平后与激光跟踪仪的测量坐标系的统一工作，消除了飞机调平和统一工作带来的误差，大幅提高了测量精度和测量效率。量精度和测量效率。量精度和测量效率。

【技术实现步骤摘要】
用于飞机水平测量的系统和方法


[0001]本专利技术涉及飞机水平测量和调平技术，更具体地，涉及用于飞机水平测量的系统和方法。

技术介绍

[0002]飞机水平测量又称飞机的特征点测量，是为了保证飞机各部件间相对位置、对称性以及飞机各部件自身位置、姿态具有足够的准确度而对规定的飞机水平测量点进行的测量工作。
[0003]飞机水平调整(本文中也称为调平)是进行飞机水平测量的基础，是指飞机要按照水平测量图所规定的三点支撑状态，调整到水平状态。要对飞机进行纵向和横向调平，即通过飞机的姿态调整使表征飞机水平状态的水平测量点(调平基准点)位于同一水平高度。飞机水平调整的精度将直接影响飞机水平测量对飞机各部件相对位置准确度的检验结果。
[0004]飞机水平测量是飞机外形质量控制的重要手段之一。每架次飞机在不同时期都要进行水平测量。飞机水平测量检测项目多，工作量巨大。
[0005]传统的飞机水平调整方法是利用光学水平仪观察机身水平测量点、利用手动千斤顶调整飞机直至机身表面的水平测量点位于同一水平高度。这种调整方法效率低、精度差，依赖人工操作经验，需消耗较多的人力。
[0006]相应地，本领域中存在对于改进的飞机水平测量技术的需要。

技术实现思路

[0007]提供本
技术实现思路
以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本
技术实现思路
并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0008]鉴于以上描述的现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于，提供一种用于飞机水平测量的系统和方法，该系统和方法能使飞机水平测量省去飞机调平的步骤，实现飞机调平的数字化处理，并且解决传统飞机调平方法中存在的精度低、工作量大、测量效率低的问题。
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于飞机水平测量的方法，该方法可以包括：利用激光跟踪仪测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；构建基于该多个基准点的飞机全机水平坐标系；计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及基于该多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值和在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从测量坐标系到飞机全机水平坐标系的变换矩阵。
[0010]在第一方面的一个实施例中，该多个基准点可以包括4个基准点，该4个基准点中的2个基准点分别设置在机身下部飞机对称面上前后并且其他2个基准点分别设置在机翼对称两侧。
[0011]在第一方面的一个实施例中，计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际
坐标值可以包括：根据该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的几何特征、约束条件、以及在飞机全机水平坐标系下和测量坐标系下的几何不变性来计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。
[0012]在第一方面的一个实施例中，该方法可以进一步包括：利用激光跟踪仪测量飞机所有基准点以外的水平测量点，以获得飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值；以及通过变换矩阵来将飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值转换到飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。
[0013]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于飞机水平测量的系统，该系统可以包括：激光跟踪仪，其配置成测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；数据处理机，该数据处理机可以包括：测量点测量坐标记录模块，其配置成从激光跟踪仪接收该多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；坐标系构建模块，其配置成构建基于该多个基准点的飞机全机水平坐标系；基准点坐标处理模块，其配置成计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及变换矩阵确定模块，其配置成基于该多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值和在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从测量坐标系到飞机全机水平坐标系的变换矩阵。
[0014]在第二方面的一个实施例中，该多个基准点可以包括4个基准点，该4个基准点中的2个基准点分别设置在机身下部飞机对称面上前后并且其他2个基准点分别设置在机翼对称两侧。
[0015]在第二方面的一个实施例中，基准点坐标处理模块可以被进一步配置成根据该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的几何特征、约束条件、以及在飞机全机水平坐标系下和测量坐标系下的几何不变性来计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。
[0016]在第二方面的一个实施例中，激光跟踪仪可以被进一步配置成测量飞机所有基准点以外的水平测量点，以获得飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值；并且测量点测量坐标记录模块可以被进一步配置成从激光跟踪仪接收飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值，其中数据处理机可以进一步包括：全机水平测量点处理输出模块，其配置成通过变换矩阵来完成测量坐标系下的全机水平测量点的坐标值转换到飞机全机水平坐标系下的坐标值的处理并且将全机水平测量点在飞机全机水平坐标系下的坐标值输出到显示设备。
[0017]在第二方面的一个实施例中，激光跟踪仪和数据处理机可以通过有线和/或无线的方式相连接，其中激光跟踪仪可以被进一步配置成处理测得的水平测量点的空间坐标以将其转换成数据处理机能够识别和处理的信号。
[0018]根据本专利技术的第三方面，提供了一种存储计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序在由处理器执行时实现本专利技术的方法。
[0019]与传统的飞机水平测量相比，本专利技术在飞机水平测量前不用再进行飞机调平步骤，也不用再进行飞机调平后与激光跟踪仪的测量坐标系的统一工作，消除了飞机调平和统一工作带来的误差，节省了人力和时间，大幅提高了测量精度和测量效率。
[0020]通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的
各方面形成限制。
附图说明
[0021]为了能详细地理解本专利技术的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本专利技术的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。
[0022]图1解说了根据本专利技术的一个实施例的用于飞机水平测量的方法的流程图。
[0023]图2解说了根据本专利技术的一个实施例的飞机全机水平坐标系的示意图。
[0024]图3解说了根据本专利技术的一个实施例的激光跟踪仪确定飞机水平测量点的空间坐标的示意图。
[0025]图4解说了根据本专利技术的一个实施例的激光跟踪仪在对飞机所有基准点以外的水平测量点进行测量时需要多次转站的示意图。
[0026]图5解说了根据本专利技术的一个实施例的用于飞机水平测量的系统的框图。
[0027]图6解说了根据本专利技术的一个实施例的计算设备的硬件实现的示例的框图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图详细描述本专利技术，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机水平测量的方法，包括：利用激光跟踪仪测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；构建基于所述多个基准点的飞机全机水平坐标系；计算所述多个基准点在所述飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及基于所述多个基准点在所述测量坐标系下的测量坐标值和在所述飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从所述测量坐标系到所述飞机全机水平坐标系的变换矩阵。2.如权利要求1所述的方法，其中所述多个基准点包括4个基准点，所述4个基准点中的2个基准点分别设置在机身下部飞机对称面上前后并且其他2个基准点分别设置在机翼对称两侧。3.如权利要求1所述的方法，其中计算所述多个基准点在所述飞机全机水平坐标系下的实际坐标值包括：根据所述多个基准点在所述飞机全机水平坐标系下的几何特征、约束条件、以及在所述飞机全机水平坐标系下和所述测量坐标系下的几何不变性来计算所述多个基准点在所述飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：利用所述激光跟踪仪测量飞机所有基准点以外的水平测量点，以获得飞机所有基准点以外的水平测量点在所述测量坐标系下的坐标值；以及通过所述变换矩阵来将飞机所有基准点以外的水平测量点在所述测量坐标系下的坐标值转换到所述飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。5.一种用于飞机水平测量的系统，包括：激光跟踪仪，其配置成测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；数据处理机，所述数据处理机包括：测量点测量坐标记录模块，其配置成从所述激光跟踪仪接收所述多个基准点在所述测量坐标系下的测量坐标值；坐标系构建模块，其配置成构建基于所述多个基准点的飞机全机水平坐标系；基准点坐标处理模块，其配置成计算所述多个基准点在所述飞机全机水平坐标系下的实际坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江宁，王宇晨，王钲云，陈学刚，张莘艾，李启明，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：