[发明专利]用于飞机水平测量的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于飞机水平测量的方法，包括：利用激光跟踪仪测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；构建基于该多个基准点的飞机全机水平坐标系；计算多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及基于多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值和在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从测量坐标系到飞机全机水平坐标系的变换矩阵。此外，本发明还提供了一种用于飞机水平测量的系统和计算机可读存储介质。通过本发明，在飞机水平测量前不用再进行飞机调平步骤，也不用再进行飞机调平后与激光跟踪仪的测量坐标系的统一工作，消除了飞机调平和统一工作带来的误差，大幅提高了测量精度和测量效率。

技术领域

本发明涉及飞机水平测量和调平技术，更具体地，涉及用于飞机水平测量的系统和方法。

背景技术

飞机水平测量又称飞机的特征点测量，是为了保证飞机各部件间相对位置、对称性以及飞机各部件自身位置、姿态具有足够的准确度而对规定的飞机水平测量点进行的测量工作。

飞机水平调整(本文中也称为调平)是进行飞机水平测量的基础，是指飞机要按照水平测量图所规定的三点支撑状态，调整到水平状态。要对飞机进行纵向和横向调平，即通过飞机的姿态调整使表征飞机水平状态的水平测量点(调平基准点)位于同一水平高度。飞机水平调整的精度将直接影响飞机水平测量对飞机各部件相对位置准确度的检验结果。

飞机水平测量是飞机外形质量控制的重要手段之一。每架次飞机在不同时期都要进行水平测量。飞机水平测量检测项目多，工作量巨大。

传统的飞机水平调整方法是利用光学水平仪观察机身水平测量点、利用手动千斤顶调整飞机直至机身表面的水平测量点位于同一水平高度。这种调整方法效率低、精度差，依赖人工操作经验，需消耗较多的人力。

相应地，本领域中存在对于改进的飞机水平测量技术的需要。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

鉴于以上描述的现有技术中的缺陷，本发明的目的在于，提供一种用于飞机水平测量的系统和方法，该系统和方法能使飞机水平测量省去飞机调平的步骤，实现飞机调平的数字化处理，并且解决传统飞机调平方法中存在的精度低、工作量大、测量效率低的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于飞机水平测量的方法，该方法可以包括：利用激光跟踪仪测量飞机上的多个基准点以得到每个基准点在测量坐标系下的测量坐标值；构建基于该多个基准点的飞机全机水平坐标系；计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值；以及基于该多个基准点在测量坐标系下的测量坐标值和在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值来确定从测量坐标系到飞机全机水平坐标系的变换矩阵。

在第一方面的一个实施例中，该多个基准点可以包括4个基准点，该4个基准点中的2个基准点分别设置在机身下部飞机对称面上前后并且其他2个基准点分别设置在机翼对称两侧。

在第一方面的一个实施例中，计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值可以包括：根据该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的几何特征、约束条件、以及在飞机全机水平坐标系下和测量坐标系下的几何不变性来计算该多个基准点在飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。

在第一方面的一个实施例中，该方法可以进一步包括：利用激光跟踪仪测量飞机所有基准点以外的水平测量点，以获得飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值；以及通过变换矩阵来将飞机所有基准点以外的水平测量点在测量坐标系下的坐标值转换到飞机全机水平坐标系下的实际坐标值。