一種槳葉的三維全場變形測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種槳葉的三維全場變形測量方法，包括以下步驟：1)設(shè)計制作電子散斑；2)以多立體視覺單元構(gòu)成相機組；3)采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定；4)采集圖像，實現(xiàn)圖像分組，并對分組后得圖像進行圖像匹配；5)、利用步驟3中得到的相機組的內(nèi)外參數(shù)實現(xiàn)對步驟3中匹配后的圖像進行三維解析計算，獲得每個槳葉表面的三維點云；6)、基于步驟5獲得的每個槳葉表面的三維點云，擬合出槳葉的外形，獲得槳葉的三維全場變形。所述方法既能測量槳葉各向異性的三維全場動態(tài)變形，又能同時獲得槳葉的多種運動參數(shù)；所述方法測量數(shù)據(jù)全面，測量精度高，能夠解決復(fù)雜工況的干擾，獲得槳葉運動過程中的可靠數(shù)據(jù)。
【專利說明】
一種槳葉的三維全場變形測量方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于直升機試驗技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種槳葉的三維全場變形測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直升機大型旋轉(zhuǎn)槳葉具有超大展弦比，通過槳轂、軸承等部件連接而成，為直升機提供所需的升力、推進力和操作力，具有極其復(fù)雜的空氣動力學、動力學及其相互耦合問題，對氣動力和飛行安全有重要影響。
[0003]由于槳葉運動測量的理論技術(shù)誤差較大，國內(nèi)外出現(xiàn)了多種接觸式和非接觸式的測量方法。傳統(tǒng)的接觸式槳葉測量方法，如應(yīng)變片、光纖傳感器、激光測量、光電測量等，存在功能單一、測量點少、數(shù)據(jù)有限，且理論計算誤差較大的缺點。而非接觸式視覺測量方法，以其快捷和方便性而發(fā)展迅速，正從傳統(tǒng)的標志點坐標視覺測量逐步發(fā)展到三維全場視覺測量。
[0004]大型復(fù)合材料制成的槳葉具有各向異性的力學特性，只有測量其三維全場的動態(tài)變形和應(yīng)變數(shù)據(jù)才能準確揭示其動態(tài)性能，因此迫切需要在復(fù)雜工況下對大型旋轉(zhuǎn)槳葉的高速旋轉(zhuǎn)運動和變形進行三維全場準確測量，為直升機的研制提供科學數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的基于圖像處理的直升機旋轉(zhuǎn)槳葉檢測方法存在測量幅面小、功能單一的缺點，無法實現(xiàn)大型直升機旋轉(zhuǎn)槳葉全場變形和運動參數(shù)的檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，本發(fā)明提供了一種槳葉的三維全場變形測量方法；
[0006]所述方法包括以下主要步驟:
[0007]SlOO、制作電子散斑，噴涂或投射散斑圖案到槳葉表面，并在槳葉表面粘貼編碼標志點；
[0008]S200、放置相機組，使其測量范圍覆蓋槳葉的根部、中部、尖部，在槳葉的輪轂處安裝傳感器，在相機組周圍安裝采集卡、控制電路及照明設(shè)施；
[0009]S300、采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定；
[0010]S400、利用步驟S200的相機組采集槳葉運動過程中槳葉表面的散斑和編碼標志點的圖像;對采集的圖像首先進行槳葉分組;對分組后的圖像利用數(shù)字圖像相關(guān)法進行圖像匹配，得到匹配后得圖像；
[0011]S500、利用步驟S300中得到的相機組的內(nèi)外參數(shù)實現(xiàn)對步驟S400中匹配后的圖像進行三維解析計算，獲得每個槳葉表面的三維點云；
[0012]S600、基于步驟S500獲得的每個槳葉表面的三維點云，擬合出槳葉的外形，獲得槳葉的三維全場變形。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014]I)由于本發(fā)明采用多組相機進行拍攝，通過對大視場相機組內(nèi)外參數(shù)整體解算，可實現(xiàn)大幅面全場應(yīng)變的檢測；
[0015]2)本發(fā)明能對直升機槳葉表面建立密集點云，進行運動參數(shù)的分析，測量數(shù)據(jù)全面，測量精度高；
[0016]3)本發(fā)明能夠解決復(fù)雜工況的干擾，如氣流、振動、光照、大傾斜角拍攝等，能獲得直升機槳葉運動過程中的可靠數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一個實施例中一種提供大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明一個實施例中測量裝置示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明一個實施例中相機布置不意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明一個實施例中大幅面傾斜散斑示意圖；
[0021]圖5(a)為本發(fā)明一個實施例中雙目立體視覺單元內(nèi)左右相機圖像匹配示意圖，圖5(b)為本發(fā)明一個實施例中槳葉變形前后圖像匹配示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明進行進一步的說明:
[0023]在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種槳葉的三維全場變形測量方法；
[0024]所述方法包括以下步驟:
[0025]S100、制作電子散斑，噴涂或投射散斑圖案到槳葉表面，并在槳葉表面粘貼編碼標志點；
[0026]S200、放置相機組，使其測量范圍覆蓋槳葉的根部、中部、尖部，在槳葉的輪轂處安裝傳感器，在相機組周圍安裝采集卡、控制電路及照明設(shè)施；
[0027]S300、采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定；
[0028]S400、利用步驟S200的相機組采集槳葉運動過程中槳葉表面的散斑和編碼標志點的圖像;對采集的圖像首先進行槳葉分組;對分組后的圖像利用數(shù)字圖像相關(guān)法進行圖像匹配，得到匹配后得圖像；
[0029]S500、利用步驟S300中得到的相機組的內(nèi)外參數(shù)實現(xiàn)對步驟S400中匹配后的圖像進行三維解析計算，獲得每個槳葉表面的三維點云；
[0030]S600、基于步驟S500獲得的每個槳葉表面的三維點云，擬合出槳葉的外形，獲得槳葉的三維全場變形。
[0031]在本實施例中，一種大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法流程圖如圖1所示，所述方法利用在每片槳葉上噴涂或投射散斑并粘貼少量編碼標志點的方式，通過數(shù)字圖像相關(guān)方法實現(xiàn)槳葉全場變形的測量，并根據(jù)獲得的三維點云解算出槳葉的運動參數(shù)，具有非接觸式，測量范圍大，精度高以及能同時對槳葉的外形、變形、運動參數(shù)進行檢測的優(yōu)點。
[0032]在本實施例中，所述傳感器也可安裝在槳葉的在其他位置處，該位置需要滿足當槳葉發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，傳感器能夠產(chǎn)生信號為準；因為傳感器產(chǎn)生的信號需要通過無線模塊或者其他方式發(fā)送給采集卡，而采集卡需要將該信號輸出給控制電路，控制電路用于控制相機組進行圖像的采集，所以需要將采集卡、控制電路安裝在相機組周圍。
[0033]在一個實施例中，步驟S200中所述相機組包括至少三個立體視覺單元，所述立體視覺單元包括兩個相機。
[0034]在本實施例中，所述相機組至少包括三個立體視覺單元，使一個立體視覺單元用于測量槳葉的尖部，一個立體視覺單元用于測量槳葉的中部，第三個立體視覺單元用于測量槳葉的根部;保證相機組的測量范圍覆蓋槳葉的尖部、中部和根部。
[0035]在一個實施例中，所述步驟SlOO中在槳葉表面粘貼編碼標志點具體包括:在每個槳葉表面粘貼三個及以上編碼標志點，使得每個立體視覺單元能夠拍攝到至少一個編碼標志點O
[0036]更優(yōu)的，本實施例中選用的編碼標志點使用高強度粘合劑粘貼在槳葉表面，需要保證在高速氣流下能夠與槳葉表面緊密結(jié)合，背膠均勻、密封、平整，標志點表面在強光下不能反光。在每個槳葉的根部、中部和尖部至少粘貼一個編碼標志點，要使每個立體視覺單元至少能夠觀測到一個編碼標志點。
[0037]在一個實施例中，步驟S200中所述傳感器選擇觸發(fā)傳感器；
[0038]所述觸發(fā)傳感器用于產(chǎn)生控制相機組的觸發(fā)信號，并能夠?qū)⒂|發(fā)信號發(fā)送給采集卡，以便采集卡進一步將觸發(fā)信號輸出給控制電路，進而使得控制電路控制相機組進行圖像米集；
[0039]所述照明設(shè)施用于為相機采集圖像提供照明。
[0040]在本實施例中，如圖2所示:所述照明設(shè)施為高亮光源6;所述觸發(fā)傳感器2的輸出端連接采集卡3的信號輸入端，采集卡3的輸出端連接控制電路4的輸入端，控制電路4的輸出端連接相機組I。所述觸發(fā)傳感器2作用于采集卡3產(chǎn)生控制信號，控制信號經(jīng)控制電路4作用于相機組I周期性的采集圖像，槳葉每旋轉(zhuǎn)到指定位置觸發(fā)傳感器2產(chǎn)生一個輸出信號，控制電路3的輸出端連接高亮光源6和相機組I的數(shù)據(jù)信號輸入端，相機組I的輸出端連接電腦5的數(shù)據(jù)輸入端，電腦5的輸出端連接控制電路4的輸入端。
[0041]在一個實施例中，所述步驟S300中采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定的過程包括以下步驟:
[0042]S301、利用小視場標定板標定相機組的內(nèi)參數(shù)；
[0043]S302、利用攝影測量法獲取大視場標定板內(nèi)標志點的坐標；
[0044]S303、將大標定板移到相機組視場內(nèi)，相機組采集一組圖片，利用捆綁平差誤差方程解算相機組的相對外參數(shù)，
[0045]所述捆綁平差誤差方程為:
[0046]V=AXi+BX2+CX3-L
[0047I其中，Χι表示內(nèi)方位參數(shù)改正數(shù)，X2表示外方位參數(shù)改正數(shù)，X3表示物體點三維坐標改正數(shù)，A表示內(nèi)方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，B表示外方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，C表示物體點坐標對應(yīng)的偏導(dǎo)數(shù)矩陣，L表示觀測真實值與初值偏差；
[0048]當所述捆綁平差的誤差達到最小時，得到相機組的相對外參數(shù)，即可實現(xiàn)相機組內(nèi)外參數(shù)的整體解算。
[0049]在本實施例中，利用小視場標定板標定相機組的內(nèi)參數(shù)具體包括在每個立體視覺單元視場內(nèi)，選用小視場標定板，利用相機自標定法，實現(xiàn)相機的相對定向和絕對定向，得到立體視覺單元的相機內(nèi)外參數(shù)，即為相機組的內(nèi)參數(shù)。
[0050]在一個實施例中，所述步驟S400中對采集到的圖像進行槳葉分組包括以下步驟:
[0051]S401、對采集的圖像進行梯度分塊、邊緣檢測處理，得到步驟SlOO中槳葉表面粘貼的編碼標志點的粗略位置；
[0052]S402、基于步驟S401，對采集的圖像進行亞像素提取和橢圓擬合分析，得到所述標志點的精確坐標；
[0053]S403、對所述標志點外圍的黑白色塊進行提取，解碼和識別標志點，標志點相同的槳葉圖像為采集同一槳葉獲得的圖像。
[0054]在一個實施例中，步驟S500中獲得槳葉的三維全場變形具體包括以下步驟:
[0055]S501、選擇每個槳葉平穩(wěn)運行時的多幅三維點云，利用最小二乘法，確定最佳圓錐擬合平面，得到槳葉的旋轉(zhuǎn)主軸和錐度參數(shù)；
[0056]S502、以所述旋轉(zhuǎn)主軸為基準，建立槳葉的局部坐標系，將槳葉多幅三維點云轉(zhuǎn)換到所述局部坐標系下，擬合出槳葉的外形；
[0057]S503、根據(jù)轉(zhuǎn)換到所述局部坐標系下的槳葉多幅三維點云，對槳葉多幅三維點云中包含的運動參數(shù)信息進行提取，解算出槳葉的三維全場變形，并利用槳葉的運動參數(shù)的定義，獲得槳葉的三維全場變形和槳葉的運動參數(shù)。
[0058]在一個實施例中，所述槳葉的運動參數(shù)包括:揮舞、擺振、總距、共錐度。
[0059]在一個實施例中，參照圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法，該測量方法應(yīng)用于大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測試系統(tǒng)中，如圖2所示，該系統(tǒng)包括工業(yè)攝像機組1、觸發(fā)傳感器2、采集卡3、控制電路4、電腦5和高亮光源6 ο
[0060]觸發(fā)傳感器2的輸出端連接采集卡3的信號輸入端，采集卡3的輸出端連接控制電路4的輸入端，控制電路的輸出端連接工業(yè)攝像機組I。所述的觸發(fā)傳感器2作用于采集卡3產(chǎn)生控制信號，控制信號經(jīng)控制電路4作用于工業(yè)攝像機組I周期性的采集圖像，槳葉每旋轉(zhuǎn)到指定位置觸發(fā)傳感器2產(chǎn)生一個輸出信號。
[0061]控制電路3的輸出端連接高亮光源6和工業(yè)攝像機組I的數(shù)據(jù)信號輸入端，工業(yè)攝像機組I的輸出端連接電腦5的數(shù)據(jù)輸入端，電腦5的輸出端連接控制電路4的輸入端。
[0062]在一個實施例中，本實施方式提供一種大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法，所述方法為:
[0063]觸發(fā)傳感器2固定在槳葉的輪轂附近，所有槳葉根部對應(yīng)的位置分別粘貼矩形反光標靶，檢測時打開高亮光源6，當被測槳葉旋轉(zhuǎn)到指定位置后，觸發(fā)傳感器2發(fā)出的激光經(jīng)反光標靶反射回觸發(fā)傳感器2，此時，采集卡3采集到觸發(fā)信號，并產(chǎn)生控制電路4的觸發(fā)信號，控制電路使得工業(yè)攝像機組I同步采集一組照片。將得到的圖像數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線傳輸至電腦5，通過對圖片中的少量標志點進行識別后，對獲取的槳葉運動圖片進行分組，然后根據(jù)槳葉表面噴涂或投射的散斑信息進行立體匹配和序列匹配，結(jié)合標定的相機組內(nèi)外參數(shù)進行三維重建，得到槳葉的外形和全場應(yīng)變，從而得出槳葉的運動參數(shù)。
[0064]在一個實施例中，本實施方式與上述的一個實施例所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的不同點在于，相機組的布置和內(nèi)外參數(shù)整體解算過程為:
[0065]本實施方式中，相機布置如圖3所示，相機1、2采集槳葉根部變形圖像;相機3、4采集槳葉中部變形圖像;相機5、6采集槳尖變形圖像。通過槳葉根部、槳葉中部、槳葉尖部的6個相機構(gòu)成相機組，對大視場槳葉全場數(shù)據(jù)進行同步采集，能覆蓋槳葉變形的關(guān)鍵區(qū)域。將6個高速相機牢固布置于槳葉實驗臺下方，通過傳感器周期性觸發(fā)相機，完成變形槳葉的圖像采集。多段槳葉三維變形測量結(jié)果可通過相機外參數(shù)標定統(tǒng)一到同一坐標系下。此方案可測量目標槳葉旋轉(zhuǎn)到特定位置時動態(tài)變形結(jié)果，相機布置難度低、對相機幀率的要求低。
[0066]本發(fā)明通過攝影測量過程，大視場標定板不需移動，僅采集單個位置的圖像，即可實現(xiàn)內(nèi)外參數(shù)的整體解算，非常方便靈活。主要步驟如下:
[0067]I)在每個立體視覺單元視場內(nèi)，選用小視場標定板，利用相機自標定方法，實現(xiàn)相機的相對定向和絕對定向，得到立體視覺單元的相機內(nèi)外參數(shù)；
[0068]2)通過攝影測量法得到的大視場標定板中標志點的坐標，作為觀測值。
[0069]3)將大視場標定板布置到相機組視場內(nèi)，相機組采集一組圖片，采用后方交會法求解相機的內(nèi)外參數(shù)。采用的捆綁平差誤差方程為:
[0070]V=AXi+BX2+CX3-L
[007?]其中，Χι表示內(nèi)方位參數(shù)改正數(shù)，X2表示外方位參數(shù)改正數(shù)，X3表示物體點三維坐標改正數(shù)，A表示內(nèi)方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，B表示外方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，C表示物體點坐標對應(yīng)的偏導(dǎo)數(shù)矩陣，L表示觀測真實值與初值偏差。
[0072]當捆綁平差誤差達到最小時，就得到了相機組的相對外參數(shù)，即可實現(xiàn)相機組內(nèi)外參數(shù)的整體解算。
[0073]在一個實施例中，本實施方式與前述的一個實施例所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的不同點在于，根據(jù)少量編碼標志點對獲取圖片進行識別和分組的過程為:
[0074]選用的編碼標志點用高強度粘合劑需要保證在高速氣流下與槳葉表面緊密結(jié)合，背膠均勻、密封、平整，標志點表面在強光下不能反光。對獲取的圖像，進行梯度分塊、邊緣檢測處理，得到標志點的粗略位置，再進行亞像素提取和橢圓擬合分析，得到標志點的精確坐標，對標志點外圍的黑白色塊進行提取，實現(xiàn)標志點的解碼和識別，最終實現(xiàn)槳葉圖像分組。
[0075]此編碼點的識別方法同樣適用于內(nèi)外參數(shù)解算過程中小視場標定板和大視場標定板中編碼點的識別。
[0076]在一個實施例中，本實施方式與前述的一個實施例中所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的不同點在于，復(fù)雜工況抗干擾和誤差補償?shù)倪^程為:
[0077]在剛度較大的位置粘貼數(shù)個不動點(控制點)，測量前先使用攝影測量系統(tǒng)測量其三維空間坐標，在測量槳葉變形過程中，使用相機同時拍攝這些不動點，保證每組圖像中存在一定數(shù)量的不動點，利用攝影測量里的空間后方交會算法確定相機的位置，從而達到消除相機抖動的目的。
[0078]通過現(xiàn)場實驗，獲取光線對測量系統(tǒng)成像誤差的詳細影響數(shù)據(jù)，建立誤差校正方程和模型，修正測量結(jié)果。通過捆綁調(diào)整算法優(yōu)化測量結(jié)果，對光線引起的誤差進行補償。
[0079]相機組受安放位置限制，相機的測量光軸與被測槳葉表面的傾角較大，如圖4所示，利用建立的圖像校正方法，對采集的圖像進行修正。
[0080]在一個實施例中，本實施方式與前述的一個實施例中所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的不同點在于，根據(jù)噴涂或投射散斑進行相關(guān)匹配，并利用相機內(nèi)外參數(shù)對匹配點進行三維重建，最終獲得槳葉的外形、變形和運動參數(shù)的過程為:
[0081]參照圖5具體說明本實施方式，其中，圖5(a)為雙目立體視覺單元內(nèi)左右相機圖像匹配示意圖。圖5(b)為槳葉變形前后圖像匹配示意圖:控制相機組采集靜止時的圖像序列，作為參考圖像，利用在槳葉輪轂處的反光標靶觸發(fā)信號，同步采集旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的圖像，對大變形弱相關(guān)散斑圖像進行匹配，包括搜索其對應(yīng)的參考圖像、分別對兩路位移應(yīng)變圖像和參考圖像進行整像素相關(guān)計算、梯度法的亞像素位移計算、散斑立體匹配和序列匹配計算和變形計算，實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)槳葉三維全場外形和變形場解算；最終重建出槳葉三維動態(tài)運動全過程。
[0082]本實施方式與前述的一個實施例中所述的大型旋轉(zhuǎn)槳葉的三維全場變形測量方法的不同點在于，旋轉(zhuǎn)槳葉運動參數(shù)的獲取過程為:
[0083]先重建直升機槳葉旋轉(zhuǎn)主軸，然后推算槳葉的運動參數(shù)，其主要步驟如下:
[0084]I)選擇槳葉運行平穩(wěn)時的點云利用最小二乘法，確定最佳圓錐擬合平面，同時得到旋轉(zhuǎn)主軸和錐度參數(shù)；
[0085]2)以旋轉(zhuǎn)主軸為基準，建立槳葉的局部坐標系，將獲得的三維點云轉(zhuǎn)換到該坐標下；
[0086]3)根據(jù)槳葉的三維點云，對不同時刻重建的三維點云中包含的運動參數(shù)信息進行提取，解算出大型旋轉(zhuǎn)槳葉的全場變形，并參考揮舞、擺振、總距、共錐度等的定義，實現(xiàn)大型槳葉復(fù)雜工況下運動參數(shù)的測量。
[0087]以上實施例僅用以說明本發(fā)明專利而并非限制本發(fā)明專利所描述的技術(shù)方案；因此盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明專利已進行了詳細的說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，仍然可以對本發(fā)明專利進行修改或等同替換;而一切不脫離本發(fā)明專利的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項】
1.一種槳葉的三維全場變形測量方法，其特征在于，所述方法包括以下主要步驟: S100、制作電子散斑，噴涂或投射散斑圖案到槳葉表面，并在槳葉表面粘貼編碼標志占.V ， S200、放置相機組，使其測量范圍覆蓋槳葉的根部、中部、尖部，在槳葉的輪轂處安裝傳感器，在相機組周圍安裝采集卡、控制電路及照明設(shè)施； 5300、采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定； S400、利用步驟S200的相機組采集槳葉運動過程中槳葉表面的散斑和編碼標志點的圖像;對采集的圖像首先進行槳葉分組;對分組后的圖像利用數(shù)字圖像相關(guān)法進行圖像匹配，得到匹配后的圖像； S500、利用步驟S300中得到的相機組的內(nèi)外參數(shù)對步驟S400中匹配后的圖像進行三維解析計算，獲得每個槳葉表面的三維點云； S600、基于步驟S500獲得的每個槳葉表面的三維點云，擬合出槳葉的外形，獲得槳葉的三維全場變形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:優(yōu)選的，步驟S200中所述相機組包括至少三個立體視覺單元，所述立體視覺單元包括兩個相機。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟SlOO中在槳葉表面粘貼編碼標志點具體包括:在每個槳葉表面粘貼三個及以上編碼標志點，使得每個立體視覺單元能夠拍攝到至少一個編碼標志點。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S300中采用帶有編碼標志點的標定板對相機組的內(nèi)外參數(shù)進行標定的過程包括以下步驟: 5301、利用小視場標定板標定相機組的內(nèi)參數(shù)； 5302、利用攝影測量法獲取大視場標定板內(nèi)標志點的坐標； 5303、將大標定板移到相機組視場內(nèi)，相機組采集一組圖片，利用捆綁平差誤差方程解算相機組的相對外參數(shù)， 所述捆綁平差誤差方程為: V=AXi+BX2+CX3-L 其中，Xi表示內(nèi)方位參數(shù)改正數(shù)，X2表示外方位參數(shù)改正數(shù)，X3表示物體點三維坐標改正數(shù)，A表示內(nèi)方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，B表示外方位參數(shù)偏導(dǎo)數(shù)矩陣，C表示物體點坐標對應(yīng)的偏導(dǎo)數(shù)矩陣，L表示觀測真實值與初值偏差； 當所述捆綁平差誤差達到最小時，得到相機組的相對外參數(shù)，即能夠?qū)崿F(xiàn)相機組內(nèi)外參數(shù)的整體解算。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 步驟S200中所述傳感器為觸發(fā)傳感器； 所述觸發(fā)傳感器用于產(chǎn)生控制相機組的觸發(fā)信號，并能夠?qū)⒂|發(fā)信號發(fā)送給采集卡，以便采集卡進一步將觸發(fā)信號輸出給控制電路，進而使得控制電路控制相機組進行圖像采集； 所述照明設(shè)施用于為相機采集圖像提供照明。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S400中對采集到的圖像進行槳葉分組具體包括以下步驟: 5401、對采集的圖像進行梯度分塊、邊緣檢測處理，得到步驟SlOO中槳葉表面粘貼的編碼標志點的粗略位置； 5402、基于步驟S401，對采集的圖像進行亞像素提取和橢圓擬合分析，得到所述標志點的精確坐標； 5403、對所述標志點外圍的黑白色塊進行提取，解碼和識別標志點，標志點相同的槳葉圖像為采集同一槳葉獲得的圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟S600具體包括以下步驟: 5601、選擇每個槳葉平穩(wěn)運行時的多幅三維點云，利用最小二乘法，確定最佳圓錐擬合平面，得到槳葉的旋轉(zhuǎn)主軸和錐度參數(shù)； 5602、以所述旋轉(zhuǎn)主軸為基準，建立槳葉的局部坐標系，將槳葉多幅三維點云轉(zhuǎn)換到所述局部坐標系下，擬合出槳葉的外形； 5603、根據(jù)轉(zhuǎn)換到所述局部坐標系下的槳葉多幅三維點云，對槳葉多幅三維點云中包含的運動參數(shù)信息進行提取，解算出槳葉的三維全場變形，并利用槳葉的運動參數(shù)的定義，獲得槳葉的三維全場變形和槳葉的運動參數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述槳葉的運動參數(shù)包括:揮舞、擺振、總距、共錐度。
【文檔編號】G01B11/16GK105973161SQ201610443919
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】梁晉, 龔春園, 溫廣瑞, 魏斌, 王曉光, 尤威
【申請人】西安交通大學