[发明专利]一种基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法

权利要求书

1.一种基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在直升机旋翼的桨毂和桨叶上布置一定数量的编码标记点；

步骤2：构建双目立体视觉系统，获取直升机旋翼在静止状态和高速旋转状态下的图像数据；

步骤3：对步骤2中获取的两种状态下的图像数据分别进行编码标记点识别与匹配，计算编码标记点在摄像机坐标系中的三维坐标；

步骤4：基于静止状态下桨毂编码标记点的三维坐标，构建旋翼坐标系；

步骤5：将高速旋转状态下所有编码标记点的三维坐标从摄像机坐标系转换到旋翼坐标系下，计算旋翼瞬态振动位移向量；

步骤6：基于步骤5求得的旋翼瞬态振动位移向量，对高速旋转状态下所有编码标记点在旋翼坐标系中的三维坐标进行修正；

步骤7：基于修正后的桨叶编码标记点三维坐标，根据旋翼桨叶运动参数的定义，计算当前瞬态下旋翼桨叶运动参数。

2.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤1中桨毂上编码标记点布置于桨毂中心及其周围，桨毂编码标记点数量N₁≥4。

3.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤1中桨叶上编码标记点成两排等距布置在桨叶的1/4翼弦线和3/4翼弦线上，桨叶编码标记点数量N₂≥4。

4.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤2中双目立体视觉系统包含两台高速CCD相机和一台照明光源，双目立体视觉系统布置于直升机旋翼的上方或者布置于直升机旋翼的下方。

5.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤4中旋翼坐标系构建方法具体如下：

步骤4-1：对静止状态下桨毂编码标记点的三维坐标进行最小二乘平面拟合，得到拟合平面S；

步骤4-2：以静止状态下桨毂中心编码标记点为原点、以拟合平面S的法向量为z轴方向，构建旋翼坐标系，计算得到从摄像机坐标系转换到旋翼坐标系的平移向量T和旋转矩阵R。

6.根据权利要求5所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤4-2中平移向量T计算如下：

其中，表示静止状态下桨毂中心编码标记点在摄像机坐标系中的三维坐标。

7.根据权利要求5所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤4-2中旋转矩阵R计算如下：

其中，(a,b,c)表示拟合平面S的法向量，表示旋转角度。

8.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤5中旋翼瞬态振动位移向量d计算如下：

其中，表示高速旋转状态下桨毂中心编码标记点在旋翼坐标系中的三维坐标。

9.根据权利要求1所述的基于振动修正的直升机旋翼桨叶运动参数测量方法，其特征在于：所述步骤7中旋翼桨叶运动参数包括挥舞角、摆振角以及扭转角。