[发明专利]基于双目立体视觉技术的旋翼共锥度测量装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种光学测量装置，本发明还涉及一种光学测量方法，具体 地说是应用于共锥度测量的光学测量装置及其测量方法。

背景技术

当旋翼直升机飞行时，桨叶会微微往上翘，形成一个倒置的圆锥体，若升力 一致，则各桨叶运动在同一个椎体上，通常称为共锥面。若升力不一致，那么各 桨叶运动的轨迹不共锥，此时桨叶高度就不等高。直升机旋翼的共锥度是旋翼动 平衡测量的一个主要指标，它直接关系到直升机的安全和其他各项重要性能的优 劣，是直升机生产、维护中的重要检查项目。由于共锥度的测量往往是在桨叶高 速旋转的动态下进行的，所以过去一直存在着测量难度较大、测量精度较差的问 题。

双目立体视觉是对人双眼的模拟，人的双眼从位置不同的2个角度去观察世 界的景物，必须要有两幅不同的错位图片，这种错位叫做视差，它反映了客观景 物的深度，没有视差就没有深度知觉。双目立体视觉理论建立在对人类视觉系统 研究的基础上，通过双目立体图像的处理，获取场景的三维信息，再经过进一步 处理就可得到三维空间中的景物，实现二维图像到三维空间的重构。由于双目视 觉把物体的三维信息同视差联系起来，即视差中隐含着三维的深度信息及物体的 几何形状信息。所以双目视觉理论成功应用于工业测量、机械加工、车牌识别、 资源分析、医疗诊断、人脸识别等许多领域。

发明内容

本发明的目的在于提供结构简单、使用方便的一种基于双目立体视觉技术的 旋翼共锥度测量装置，本发明的目的还在于提供测量精度较高的基于双目立体视 觉技术的旋翼共锥度测方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的基于双目立体视觉技术的旋翼共锥度测量装置包括光源、电感式接 近开关、直升机旋翼机构、摄像机、导轨和图形工作站，光源位于直升机旋翼上 方，电感式接近开关安装在直升机旋翼上，左右两台摄像机安装在导轨上、面向 直升机旋翼并分布在直升机旋翼的两侧，两台摄像机与图形工作站相连。

本发明的基于双目立体视觉技术的旋翼共锥度测量方法首先通过张正友法 标定出两台摄像机的内部参数焦距f_l、f_r及外部参数旋转矩阵R和平移矢量T， 再将旋翼信号图像传入图形工作站，得到旋翼在左右摄像机中的图像坐标，将得 出的数据作为已知条件基于视差原理求解出旋翼点的空间三维坐标、从而得出共 锥度。

本发明的基于双目立体视觉技术的旋翼共锥度测量装置及其方法还可以包 括：

1、所述的直升机旋翼机构包括旋翼头、螺栓孔和旋翼，旋翼包括标准旋翼 和伴随旋翼，螺栓孔有三组、分别位于旋翼头的边缘，三组螺栓孔两两角度为 120°，标准旋翼和伴随旋翼通过螺栓孔安装在旋翼头上。

2、所述的导轨上带有标尺。

3、所述的旋翼点的空间三维坐标求解方法为左摄像机o_lx_ly_lz_l位于世界坐标 系的原点处且无旋转，图像坐标系为O_lX_lY_l，有效焦距为f_l；右摄像机坐标系为 o_rx_ry_rz_r，图像坐标系为O_rX_rY_r，有效焦距为f_r，由摄像机透视变换模型有：