[发明专利]一种基于全景摄像的摆线桨推进器检测控制装置及其方法

权利要求书

1.一种基于全景摄像的摆线桨推进器检测控制装置，其特征在于:包括全景摄像头、图像处理器、直线段标定条纹、永磁体、摆线桨中心轴、做偏心运动的圆环、沿摆线桨桨盘上周向分布的若干可控电磁铁，所述摆线桨中心轴与驱动电机的功率输出轴通过联轴器相互连接；桨盘和圆形桨盘相互平行，并分别固定在摆线桨中心轴的两端，桨盘和圆形桨盘都设有多个支架臂，支架臂数量为摆线桨桨叶数量的2倍，支架臂顶端与摆线桨桨叶上主管梁铰接，摆线桨桨叶随桨盘一起在驱动电机驱动下绕摆线桨中心轴转动；

所述做偏心运动的圆环靠近桨盘的侧面对称安装有两块永磁体和多个控制拉杆，做偏心运动的圆环径向设置有过N极永磁体的直线段标定条纹，控制拉杆个数与桨叶个数相同并与桨叶小管梁铰接；所述标定条纹所在直线经过做偏心运动的圆环的圆心，标定条纹表面覆有逆反射材料，标定条纹、做偏心运动的圆环和桨盘背景在光照条件下具有三段可明显区分的亮度；

所述全景摄像头、图像处理器固定在桨盘中心轴延伸支架上，随桨盘同步转动，且可采集做偏心运动的圆环和桨盘所在空间的图像信息，并利用全景摄像头将图像信息转换成计算的数字图像；图像处理器与全景摄像头连接，对数字图像信息进行去噪、检测和计算，得到偏心距、偏心相位角以及扭摆角，控制做偏心运动的圆环运动所需的状态变量；在靠近全景摄像头一侧的摆线桨桨盘上设置有一条对准基线，用于视觉检测装置的初始标定对准，桨盘上安装有一圈可控电磁铁，控制计算机根据检测到的做偏心运动的圆环位置信息计算所述电磁铁的控制电流大小，在电磁铁斥力的作用下做偏心运动的圆环可快速运动到目标位置，并带动摆线桨桨叶偏转，从而形成相应的矢量推力。

2.一种采用权利要求1所述的基于全景摄像的摆线桨推进器检测控制装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤1.初始化摆线桨做偏心运动的圆环运动检测装置，将全景摄像头图像中心对准桨盘的几何中心，令图像垂直轴与对准基线相互平行，在光照条件下调整去噪算法和边缘检测算法参数，确定对标定条纹和做偏心运动的圆环实施边缘检测的阈值；

步骤2.全景摄像头记录下做偏心运动的圆环的运动情况，将整个空间信息输出成数字图像；

步骤3.数字图像处理器对图像进行去噪，利用边缘检测算法检测标定条纹，得到以标定条纹为前景的二值图像；

步骤4.对二值图像进行Hough变换并计算得到标定条纹所在直线方程，得到做偏心运动的圆环扭摆角；

步骤5.对做偏心运动的圆环进行边缘检测得到以做偏心运动的圆环边缘为前景的二值图像；

步骤6.在前景像素(x_j,y_j)上利用做偏心运动的圆环外部边缘所在圆方程和步骤4得到的直线方程约束条件将做偏心运动的圆环圆心(x_e,y_e)的参数空间进行降维，并对降维参数空间进行搜索，降维累加器峰值对应的参数即为圆心纵坐标y_e。