[发明专利]一种飞机舵面偏转角度测量方法

权利要求书

1.一种飞机舵面偏转角度测量方法，其特征在于，将标志点粘贴在飞机舵面上以及其他部位上，采用工业摄影测量相机测量粘贴在飞机舵面上的标志点的运动空间轨迹，以飞机其他部位的标志点为基准点，获得舵面上标志点在各个状态下的空间坐标，并对标志点的运动轨迹进行仿真，确定飞机舵面旋转轴线，做各偏转状态下的标志点到舵面旋转轴线的垂线，单个标志点不同状态下的垂线夹角即为飞机舵面偏转角度；

在舵面处于零位时，采用相机测量各标志点的空间位置，记录标志点的空间位置信息，控制舵面旋转角度可得到某标志点的n个观测值，根据观测值对运动轨迹进行仿真，根据几何关系拟合出圆心O以及舵面角α；拟合观测点所在旋转平面，计算所有观测值坐标到旋转平面的投影点的坐标，根据在选择平面内的投影点进行圆弧轨迹拟合；

在旋转平面拟合时，将测量点所有观测值代入平面方程：

转化为矩阵形式：

其中：

求最优解，根据最小二乘法有：

即可得到旋转平面方程；

根据测量点与投影点连线与平面法向量平行的关系给出以下方程：

即：

其中，第i个观测值，有：

将代入旋转平面方程计算得到第i个观测值到旋转平面的投影坐标：

将所有的观测坐标代入求得各投影点在旋转平面上的坐标；

根据观测点在旋转平面上的投影坐标进行平面内圆弧估计仿真拟合，令球面的标准方程为：

将投影点坐标代入球面方程有：

转化为矩阵形式为：

求最优解，根据最小二乘法即可得到观测点运动轨迹所在的球面方程，球心坐标即为标志点运动轨迹圆心，且坐标为（D/2，E/2，F/2），圆弧轨迹方程为球与平面交线：

；

对舵面偏转角的求解，令舵面零位观测坐标为，偏转角测量位观测值坐标为，则向量：

。

2.根据权利要求1所述的一种飞机舵面偏转角度测量方法，其特征在于，将工业摄影相机摆放距飞机舵面4-7米处，确保两台相机的交汇视场完全涵盖飞机舵面。