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1、标定飞机舵面角位移的双圆靶单目视觉方法第28卷第7期2007年7月兵工ACTAARMAMENTARIIVO1.28NO.7Ju1.2007标定飞机舵面角位移的双圆靶单目视觉方法何森,侯宏录,王尧(西安工业大学光电工程学院,陕西西安710032)摘要:提出了一种基于计算机单目视觉的飞机副翼,襟翼,方向舵和升降舵等转动系统中的角位移传感器的标定方法.用一台位置固定的数码相机对平行于飞机方向舵转轴并固定在该舵面上的一个双圆靶拍照.经数字图像处理确定4个特征像点的像面坐标,根据透视投影原理推导出求靶面法线的方向余弦的解析表达式,无需在现场实时标定相机参数即可解算出靶面法线的相
2、对方向.方向舵转动时,其角位移可用该靶面的角位移来表达.仿真结果表明该方案正确可靠,可用于航天器上实现实时自主测量交会对接时的相对位姿参数.关键词:仪器仪表技术;飞行器试验技术;单目视觉;双圆靶;透视投影;角位移标定中图分类号:V556.5文献标志码:A文章编号:1000—1093(2007)07—0889—04AngularShiftCalibrationforRuddersBasedonMonocularVisionHESen,HOUHong-lu,WANGYao(SchoolofOptoelectronicEngineering,Xi'anTechnologic
3、alUniversity,Xi'an710032,Shaanxi,China)Abstract:Acalibratingmethodwasputforwardbasedoncomputermonocularvisionfortheangulardisplacementsensorsofaileron,flap,jawrudderandelevator,etc,rotatingaroundafixedaxis.Thepicturesofthedouble—circletargetfixedonajawruddersurfaceandparalleltoitsaxiswe
4、retakenbyastationarydigitalcamera.Thecoordinatesoffourcharacteristicpointswerefoundoutbydigitalimageprocessing.Analyticalsolutionofthedouble—circle'Snormaldirectioncosinewasobtainedaccordingtoperspectiveprojectionprinciplewithoutcalibratingcameraparameters,thentherelativedirectionofthed
5、ouble—circle'Snormalwasfoundbesidesrelativepositionsofthecircles'centers.Therudder'San—gularshiftcanbeexpressedwiththeparametersabove.Simulationresultsshowthatthecalibrationisasimpleandreal—timeprocessandcanalsobeusedtomeasurerendezvousanddockingspacecrafts'rel—ativepositionsandattitude
6、parametersinrealtime.Keywords:technologyofinstrumentandmeter;testingtechniqueforaircraft;monocularvision;double—circletarget;perspectiveprojection;angularshiftcalibration在飞机飞行性能的试验研究中,为了能给出可靠的性能试验数据,需对飞机的副翼,襟翼,方向舵和升降舵等转动系统中的角位移传感器进行标定.制造飞机时,也要对已组装好的飞机上的这些转动系统中的角位移传感器进行标定.由于这种标定的对象是已经安装在
7、飞机内部的角位移传感器,所以那些需要另外再将传感器附加在被测转轴上的标定方法在此几乎都不能用.目前实际采用的弦长法,收稿日期:2005—09—26其校准过程繁杂,校准精度较低,并且在高空中作业,操作既不方便,也不安全.因此研究一种安装调试简单,校准精度较高,适用于现场实时标定飞机上的这些角位移传感器的测量方法和测量系统,对于飞机设计,研制,生产和试验部门显得尤为重要.视觉测量技术是建立在计算机视觉基础上的一门新技术…,它具有实时,非接触测量以及信号采集,数据处理,自动化程度高等优点,适用于现场实890兵工第28卷时检测.单目视觉测量只需用一台数码相机
