[发明专利]机载式全景旋翼共锥度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种直升机旋翼共锥度测量的装置。

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。

传统视觉图像由普通镜头成像，只能观测到几十度视场内的目标；全景视觉传感器利用折反射全景成像机理可以观察到接近一个球面的全景视场信息，具有十分重要的应用前景。全景视觉传感器技术是一门新颖的技术，已经逐步应用到军用机器人导航、火星探测、视频监控、火险救灾、虚拟现实等众多领域。与传统视觉系统视场较小不同，全景成像指大于半球视场(360°×180°)的球面成像，全景视觉系统利用单视点双曲面反射镜通过CCD成像单元一次成像大于半球视场(360°×180°)，一次获取整个场景的目标信息，不再需要为光电跟踪系统附加一套随动系统，采集到的数据经过图像采集卡转换成有效的图像数据交由图像处理装置进行处理，用于直升机旋翼共锥度的测量。

公开文献中关于对直升机旋翼共锥度的测量方法的报道较多，对直升机旋翼参数的测量也有一些描述，但是在测量中采用方法和手段均与不是基于机载式全景视觉的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、使用方便的机载式全景旋翼共锥度测量装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的机载式全景旋翼共锥度测量装置由取景模块、透视成像模块、防护模块和全景图像嵌入式处理模块组成；取景模块通过连接器与防护模块相连，防护模块通过法兰连接固定安装在旋翼桨毂上，透视成像模块、全景图像嵌入式处理模块安装在防护模块中；取景模块包括安装在防护玻璃管内的双曲面反射镜、设置在防护玻璃管顶端的双曲面反射镜连接器；透视成像模块由高帧频科学级相机和透视镜头及Cameralink视频传输线组成；全景图像嵌入式处理模块由Cameralink视频输入输出接口、图像处理单元、数据输出接口组成。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、所述全景图像嵌入式处理模块的构成为：视频信号通过MDR26连接器输入到Cameralink接收器，CL接收器实现串行视频信号到并行处理信号的转换，转换后的并行视频图像输入到FPGA中，FPGA完成图像读取、预处理、图像输出，DSP完成解算，FPGA和DSP依据SDRAM进行数据通讯。

防护结构及装配结构设计

2、所述防护模块包括防护玻璃管和支撑圆杆，防护玻璃管采用石英玻璃连熔制成，并在内侧镀膜，支撑圆杆由纯钢材料制成。

3、所述取景模块包括安装在防护玻璃管内的双曲面反射镜、设置在防护玻璃管顶端的双曲面反射镜连接器。

4、所述透视成像模块由高帧频科学级相机和透视镜头及Cameralink视频传输线组成。

5、所述双曲面反射镜连接器是由纯钢制作的圆盘，正中央为一个和双曲面反射镜通孔大小相似的通孔，外围有一圆形凹槽。

本发明的机载式全景旋翼共锥度测量装置的取景模块的防护玻璃采用石英玻璃连熔制成，并在内侧镀膜以最大限度的减小光线折返射给全景图像带来的影响。防护玻璃管的高度由摄像机与双曲面反射镜之间的距离决定。支撑圆杆由纯钢材料制成，主要起到支撑双曲面反射镜和保护玻璃管的作用，其高度应根据摄像机与双曲面反射镜之间的距离决定，半径在能够保证支撑强度的前提下不宜过大以免影响成像。双曲面反射镜连接器是由纯钢制作的圆盘，半径的大小由双曲面反射镜底面直径决定。连接器的正中央为一个和双曲面反射镜通孔大小相似的通孔，双曲面反射镜固定在该连接器上。同时，连接器外围有一圆形凹槽，凹槽的半径由玻璃管决定。

本发明的机载式全景旋翼共锥度测量装置的全景图像嵌入式处理模块采取FPGA与DSP协同工作模式，并为FPGA和DSP分配SDRAM作为图像缓存空间。

本发明装置采用上述结构后，通过悬挂在支架上的全景成像系统实时拍摄旋翼旋转状态，通过双曲面折反射系统的逆投影原理将旋翼图像坐标值反向推导转化为其在空间中的位置来计算旋翼的锥度差。具有结构紧凑、拍摄方便的优点。

附图说明

图1是本发明的机载式全景共锥度测量装置的结构示意图；

图2是嵌入式全景图象处理模块的组成图；