基于双目视觉的直升机旋翼桨叶共锥度检测法_熊邦书.pdf

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1、ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＶｏｌ．３５Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１４光电技术应用基于双目视觉的直升机旋翼桨叶共锥度检测法熊邦书１，熊京京１，黄建萍２，李新民２，程骏３（１．南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌３３００６３；２．中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学国防科技重点实验室，江西景德镇３３３００１；３．江西省核工业地质调查院，南昌３３００３８）摘要：提出了一种基于双目视觉的直升机旋翼桨叶共锥

2、度检测方法。首先，采用平面标定算法对双目视觉系统进行标定，获取摄像机内外参数；其次，采集不同桨叶的立体图像对，并用Ｂｏｕｇｕｅｔ算法对其进行校正，获取重投影矩阵；然后，对立体图像对中的标记点进行检测与匹配，获取标记点的视差；最后，根据双目视觉测量原理计算出桨尖距地面的高度，实现桨叶共锥度检测。通过对旋翼塔进行多次测量实验，结果表明该方法具有动态测量、非接触式、操作简单、危险性小和精度高的优点。关键词：双目视觉；旋翼桨叶；标记点；共锥度检测中图分类号：ＴＰ２３５．２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８６８（２０１４）０５－０９２

3、４－０４ＰｙｒａｍｉｄＡｎｇｌｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒＲｏｔｏｒＢｌａｄｅＢａｓｅｄｏｎＢｉｎｏｃｕｌａｒＶｉｓｉｏｎ１，ＸＩＯＮＧＪｉｎｇｊｉｎｇ１，ＨＵＡＮＧＪｉａｎｐｉｎｇ２，ＬＩＸｉｎｍｉｎ２，ＣＨＥＮＧＪｕｎ３ＸＩＯＮＧＢａｎｇｓｈｕ（１．ＫｅｙＬａｂ．ｏｆＮｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅＴｅｓｔｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮａｎｃｈａｎｇＨａｎｇｋｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００６３，ＣＨＮ；２．ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂ．ｏｆＲｏｔｏｒｃｒａｆｔＡｅ

4、ｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣｈｉｎａＨｅｌｉｃｏｐｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｎｇｄｅｚｈｅｎ３３３００１，ＣＨＮ；３．ＮｕｃｌｅａｒＩｎｄｕｓｔｒｙＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００３８，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｐｙｒａｍｉｄａｎｇｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒｒｏｔｏｒｂｌａｄｅｂａｓｅｄｏｎｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｃａｍｅｒａ

5、ｉｎｔｅｒｎａｌａｎｄｅｘｔｅｒｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙ２Ｄｐｌａｎｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｎｔｈｅｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｓｔｅｒｅｏｉｍａｇｅｐａｉｒｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｌａｄｅｗｅｒｅａｃｑｕｉｒｅｄａｎｄＢｏｕｇｕｅｔ’ｓｓｔｅｒｅｏｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｒｅｃｔｉｆｙｔｈｅｍｆｏｒｒｅｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｍａｒｋｅｄｐｏｉｎｔｓｉｎｓｔｅｒｅｏｉｍａｇｅｐａ

6、ｉｒｓｗｅｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄａｎｄｍａｔｃｈｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｐａｒａｌｌａｘ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｈｅｉｇｈｔｓｏｆｂｌａｄｅｔｉｐｓｆｒｏｍｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｂｌａｄｅｐｙｒａｍｉｄａｎｇｌｅｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｐｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｓｔｓｏｎｒｏｔｏｒｔｏｗｅｒｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｈ

7、ａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｙｎａｍｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｅｓｓｒｉｓｋａｎｄｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｎｏｃｕｌａｒｖｉｓｉｏｎ；ｒｏｔｏｒｂｌａｄｅ；ｍａｒｋｅｄｐｏｉｎｔ；ｐｙｒａｍｉｄａｎｇｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ０引言装固定及旋翼系统故障等均能通过该参数得到体［１］现。它直接关系到直升机的安全性、舒适性、结构旋翼桨叶共锥度是反映直升机旋翼系统工作状的可靠性和武器系统的准确性，是直升机研制、生产态的参数，桨叶的气动

8、外形、动态特性、重量变化、安和使用维护中的重要检查项目。为此，国内外先后研究出标杆法、频闪仪法、应变电测试法、高速ＣＣＤ收稿日期：２０１３－１２－０９．成像法和全景视觉法。标杆法的原理简单，但要求基金项目：国家自然科学基金项目（６１４６２０６３）；航空科学基金项