基于图像测量技术的飞机着陆段运动参数测量

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1、基于图像测量技术的飞机着陆段运动参数测量张建花1，党小宝2，邸兴3（中国飞行试验研究院，西安，710089）、摘要：本文介绍了利用数字高速像机对飞机着瞬间运动参数测量的方法。通过合理选取测量区域，布设测量站点，利用多台摄影机联合组网等措施扩展测量范围，解决了由于飞行员难以把握着陆点位置而失去对关键点的测量问题。同时，应用摄影测量原理，对高速像机进行标校，解算出其畸变参数，并获得正摄影像，进而对起落架机轮及机身测量标志进行基于亚像素的跟踪判读；对判读数据进行处理，得到了飞机着陆道面段的运动轨迹、速度等数据。结合真实飞行试验对测量结果进行了分析，

2、数据结论准确。关键字：摄影测量；飞行试验；高速像机；运动参数测量中图法分类号：TP237文献标志码:A文章编号：MotionParameterMeasurementofAircraftinLandingProcessBasedonDigitlImagesZhangJianhua1,DangXiaobao2,DiXing3(ChineseFlightTestEstablishment,xian,710089，China)Abstract:Thetechniquetomeasurethemotionparametersofaircraftinit

3、slandingprocessbyusinghighspeeddigitalcameraispresented.Propermeasurementareawasdeterminedandappropriatemeasuringspotswerelocatedbyanalyzingthelandingpositionstatistics.Severalcameraswereusedtoformanetworkforexpandingthemeasuringrange,thusthepilotcanjudgethelandingpositionp

4、roperly.Thecameraparameterscanberesolvedbyphotogrammetryprinciples.Throughoutimageprocessing,themarksontheundercarriagewheelsandairframewerehigh-accuratelytrackedandidentifiedbasedonsub-pixel.Thetrace,velocityandotherparametersoftheundercarriageweregainedbydataprocessing.We

5、madeanalysistothemeasurementresultinflighttests,whichshowedthecorrectnessofthemeasurementresults.Keywords:photogrammetry;high-speeddigitalcamera;flighttest;motionparametermeasurement飞机起落架强度试飞是飞机设计定型的重要课题之一。飞机起落架是飞机起飞和着陆中的重要承力部件，其强度是否满足设计要求，将直接关系到飞机的顺利起降和飞行员的安全。当飞机制造完毕，进入飞行试

6、验设计定型阶段时，必须进行真实环境中的起落架强度鉴定试飞，才能最终验证该起落架的设计是否能够满足要求。通过对飞收稿日期:；第一作者简介：张建花(1983-),女,助理工程师,硕士。主要从事图像测量、图像处理方面的研究。E-mail:zjh421@163.com。行过程中起落架所承受的过载进行准确测量和分析，得出起落架在某种状态下所承受的力的变化过程[1]，从而为起落架的设计定型和寿命评估提供准确依据。在此类实验过程中，需要准确和即时地测量出飞机在着陆时刻段的运动参数，如飞机的运动轨迹、水平速度、下沉速度、着陆姿态、飞机主轮触地瞬间的运动速度等

7、。此类高风险课题一方面要得到准确测量结果，另一方面测量结果要快速及时，从而为下一架次试验作判决依据。传统的研究主要是在起落架上加装应变传感器，测量出飞机在着陆和地面运动时的传感器变化量，通过分析得出作用在起落架上的外载荷时间历程[2]，进而分析其受力变化。本文提出了在飞机着陆区布设多台高速摄像机，联合全站仪、校准设备等构成完整的测量系统，对飞机的着陆过程进行测量，得到所需运动参数。凭借数字高速摄影机的无接触、高帧频的特点，快速、直观地为此类飞行试验课题提供及时和准确的数据依据。1.系统介绍1.1系统框图该测量系统主要由数字高速摄影机、GPS时

8、码发生器、像机校准系统（全站仪、校准架、校准标）、数据分析处理软件等部分组成。系统组成如图1所示。高速摄像机GPS时码发生器像机检校系统图像下载及数据处理系统结果输