CN108408080B - 一种飞机翼身对接装配装置、方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，在激光跟踪仪辅助装配的基础上，提出激光跟踪仪测量和双目机器视觉相融合的组合测量方法，不仅利用激光跟踪仪测量翼身调姿控制点的方式辅助实现翼身位姿粗调，而且利用双目机器视觉测量翼身叉耳靶标点和对合面特征，依据靶标点和对合面特征的测量值，对翼身相对位姿进行实时监控和位姿微调，弥补了仅使用激光跟踪仪辅助翼身对接装配的不足，提高了翼身叉耳对接装配的质量和装配效率。

Description

一种飞机翼身对接装配装置、方法及***

技术领域

本发明涉及航空器智能装配技术领域，特别是涉及一种飞机翼身对接装配装置、方法及***。

背景技术

飞机大部件对接装配是飞机装配的主要工作内容，而飞机机翼机身(简称飞机翼身)对接是其中重要一环。机身机翼的对接装配通常都离不开调姿和对合两个重要步骤，这两步骤对装配整体质量和效率起着决定性作用。与一般机械产品不同，翼身对接装配的对象尺寸比较大，测量难度高，而且对合面易变形、制造安装精度不高。传统飞机翼身对接装配中工人使用大量专用工装型架，配合水准仪与经纬仪等光学仪器，凭经验手工吊装飞机部件进行装配。极易出现机身机翼的干涉和间隙，从而出现装配不协调的现象，需要对部分零件进行调整和修配以满足装配要求。这种对接装配方式劳动强度大，生产周期长，工作效率低，装配质量难以保证，已经逐渐不能适应飞机部件装配数字化、自动化、集成化的发展趋势。

近年来，随着激光跟踪仪、局域GPS(Global Positioning System，全球定位***)、CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)工业相机等数字化测量设备的快速发展，在飞机研制过程中引入数字化测量设备已经成为国内外飞机制造公司的共识，利用数字化测量设备和自动化定位控制机构辅助飞机大部件翼身对接已经成为常态，提高了飞机部件装配精度和质量，促进飞机数字化装配的迅猛发展。在当前工程实际中，通常采用激光跟踪仪辅助飞机翼身对接装配，利用激光跟踪仪测量布设翼身上调姿控制点的空间坐标，由调姿控制点空间坐标求解出翼身空间位姿。由于飞机部件对接面易变形，存在零件制造、零件装配等多误差源耦合，即使调姿基准点位置精度满足对接装配要求，对合面也不一定能满足对接精度要求。此外，翼身对合面开敞性差，传统的对合部位精度是通过肉眼观测进行的，这种对合精度监控方法不仅精度差，而且不能获得实际位姿差；此外，由于飞机装配开敞性差导致观测者长期处于较差的工作状态中。且由于飞机对合部位结构复杂，开敞性差，仅靠肉眼不能准确地判断叉耳对接状态并反馈其相对位姿误差。因此当前采用激光跟踪仪测量对接装配部件上布设的调姿控制点的方法是开环控制，没有实现基于装配部件对合面质量的位姿反馈，不能依据对合面的实际配合精度进行对接部件的位姿调整，导致现有的飞机翼身对接装配过程效率低下、翼身对合质量无法满足高精度要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，利用双目相机测量翼身叉耳靶标点和对合面特征来对翼身相对位姿进行实时监控和调整，能够实时修正机翼耳片运动轨迹，提高了翼身叉耳对合装配的质量和装配效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种飞机翼身对接装配装置，所述装置包括：激光跟踪仪、双目相机、***、图像处理机和调姿控制器；

所述激光跟踪仪搭设于飞机翼身装配现场，并与所述调姿控制器连接，用于测量装配现场的公共基准点、飞机翼身上的调姿控制点以及***的辅助测量点的坐标，并将其输入给所述调姿控制器进行位姿标定和解算；

所述双目相机设置在机翼耳片达到对合保留量处时，恰好能够拍摄到飞机翼身叉耳的位置；所述双目相机与所述图像处理机连接，用于拍摄叉耳靶标点图像、叉耳孔图像和配合间隙图像，并将所述叉耳靶标点图像、所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像发送至所述图像处理机；

所述图像处理机与所述双目相机相连，用于根据所述叉耳靶标点图像、所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像计算叉耳靶标点坐标、叉耳孔同轴度以及配合间隙测量值；

所述调姿控制器分别连接所述激光跟踪仪和所述图像处理机，用于接收所述激光跟踪仪和所述双目相机的测量数据，根据所述测量数据解算调姿参数，并根据所述调姿参数生成***驱动指令；

所述***固定在飞机翼身的刚性部位，并与所述调姿控制器连接，用于根据所述***驱动指令驱动***相关运动机构，调整飞机翼身位置和姿态至满足预设对接装配精度。

本发明还公开了一种飞机翼身对接装配方法，所述方法应用于一种飞机翼身对接装配装置，所述装置包括激光跟踪仪、双目相机、***、图像处理机和调姿控制器，所述方法包括：

获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像；

根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标；

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值；

根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值；

根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果；

当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；

当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合；

获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像；

根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果；

当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调；

当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。

可选的，所述根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程；

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程；

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值。

可选的，所述根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标求解机翼耳片靶标点的理论坐标其中为旋转矩阵；为所述机翼耳片靶标点的三维坐标；表示位置向量；

根据所述机翼耳片靶标点的理论坐标建立所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程X(k)＝ΦX(k-1)+ΓU(k)+W(k)；其中X(k)为k时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量，X(k-1)为前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量；为机翼耳片靶标点坐标状态转移矩阵，其中I为单位矩阵，0为零矩阵；U(k)为机翼耳片靶标点的理论坐标；Γ为调姿控制器输入量的增益；W(k)是k时刻***驱动噪声项。

可选的，所述根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程其中表示已知前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量情况下第k时刻状态向量的预测值；表示前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量的最优结果。

可选的，所述根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程求解机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差为P(k|k-1)＝Φ(k)P(k-1|k-1)Φ^T(k)+Q；其中P(k|k-1)是对应的协方差；P(k-1|k-1)是对应的协方差，Q是***过程的协方差；

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差推导出k时刻靶标点坐标测量值与预测值之间误差的卡尔曼增益K(k)为K(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R)；其中H^T为H的转置，R为双目相机测量噪声的协方差；

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标的量测方程Z(k)＝HX(k)+V(k)；其中Z(k)表示k时刻机翼耳片上靶标点坐标的测量值；H＝[IO]，其中I为单位矩阵，O为零矩阵；H表示状态变量X(k)对量测变量Z(k)的增益；V(k)为k时刻双目相机测量噪声；

根据所述量测方程、所述预测方程和所述协方差确定k时刻机翼耳片靶标点坐标的最优估计值

可选的，所述根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果，具体包括：

根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果；

根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果；

当所述第三判断结果和所述第四判断结果均为是时，所述第二判断结果为是；否则所述第二判断结果为否。

可选的，所述根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果，具体包括：

根据所述叉耳孔图像计算翼身叉耳孔同轴度的同轴度测量值；

获取翼身叉耳孔同轴度的同轴度理论值；

计算所述同轴度测量值和所述同轴度理论值的差值，获得同轴度误差值；

当所述同轴度误差值小于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为是；

当所述同轴度误差值大于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为否。

可选的，所述根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果，具体包括：

根据所述配合间隙图像计算翼身叉耳配合间隙的配合间隙测量值；

获取翼身叉耳配合间隙的配合间隙理论值；

计算所述配合间隙测量值和所述配合间隙理论值的差值，获得配合间隙误差值；

当所述配合间隙误差值小于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为是；

当所述配合间隙误差值大于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为否。

本发明还公开了一种飞机翼身对接装配***，所述***包括：

靶标点图像获取模块，用于获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像；

靶标点三维坐标确定模块，用于根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标；

最优估计值确定模块，用于根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值；

相对位姿预测值计算模块，用于根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值；

第一判断结果获取模块，用于根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果；

运动轨迹修正模块，用于当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；

翼身叉耳对合模块，用于当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合；

对合图像获取模块，用于获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像；

第二判断结果获取模块，用于根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果；

机翼位姿微调模块，用于当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调；

翼身对接装配模块，用于当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种飞机翼身对接装配装置、方法和***。其中，所述装置包括激光跟踪仪、双目相机、***、图像处理机和调姿控制器，有别于常规的采用激光跟踪仪实现飞机翼身对接装配的装置。本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置及方法在激光跟踪仪辅助装配的基础上，提出激光跟踪仪测量和双目机器视觉相融合的组合测量方法，不仅利用激光跟踪仪测量翼身调姿控制点的方式辅助实现翼身位姿粗调，而且利用双目机器视觉测量翼身叉耳靶标点和对合面特征，依据靶标点和对合面特征的测量值，对翼身相对位姿进行实时监控和位姿微调，弥补了仅使用激光跟踪仪辅助翼身对接装配的不足，提高了翼身叉耳对接装配的质量和装配效率。

此外，本发明通过使用双目相机使得飞机翼身叉耳对合过程可视化，便于远程监控，极大的降低了工人劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种飞机翼身对接装配方法的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的飞机翼身对接装配过程示意图；

图4为本发明实施例提供的机翼耳片靶标点初始位置和理论位置示意图；

图5为本发明实施例提供的翼身叉耳配合面的同轴度示意图；

图6为本发明实施例提供的翼身叉耳配合面的配合间隙示意图；

图7为本发明提供的一种飞机翼身对接装配***的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，利用双目相机测量翼身叉耳靶标点和对合面特征来对翼身相对位姿进行实时监控和调整，能够实时修正机翼耳片运动轨迹，提高了翼身叉耳对合装配的质量和装配效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置的结构示意图。参见图1，本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置包括激光跟踪仪101、双目相机102、***103、图像处理机104和调姿控制器105。

所述激光跟踪仪101搭设于飞机翼身装配现场，激光跟踪仪101通过转站可以测量装配现场的公共基准点、飞机翼身上调姿控制点以及***辅助测量点的坐标，将其输入给调姿控制器进行位姿标定和解算。

所述双目相机102设置在机翼耳片达到对合保留量处时，恰好能够拍摄到飞机翼身叉耳的位置。所述双目相机102与所述图像处理机104连接，用于拍摄叉耳靶标点图像、叉耳孔图像和配合间隙图像，并将所述叉耳靶标点图像、所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像发送至所述图像处理机104。具体的，所述双目相机102在机翼耳片达到对合保留量的时候，开始拍摄叉耳靶标点图像，直到翼身叉耳对合结束；并在翼身叉耳对合结束之后，获取叉耳孔图像和配合间隙图像。

所述图像处理机104与所述双目相机102相连，用于处理获取的图像信息，具体为根据所述叉耳靶标点图像、所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像计算叉耳靶标点坐标、叉耳孔同轴度以及配合间隙测量值。

所述调姿控制器105分别连接所述激光跟踪仪101和所述图像处理机104，用于接收所述激光跟踪仪101和所述双目相机102的测量数据，根据所述测量数据解算调姿参数，并根据所述调姿参数生成***驱动指令。

所述***103固定在飞机翼身的刚性部位，并与所述调姿控制器105连接，用于根据所述***驱动指令驱动***相关运动机构，调整飞机翼身位置和姿态至满足预设对接装配精度。

可见，本发明针对激光跟踪仪辅助翼身对接装配的不足，以叉耳式翼身对接装配为对象，提供了一种基于双目机器视觉的飞机翼身对接装配装置，不仅利用激光跟踪仪测量翼身调姿控制点的方式辅助实现翼身位姿粗调，而且利用双目机器视觉测量翼身叉耳靶标点和对合面特征，依据靶标点和对合面特征的测量值，对翼身相对位姿进行实时监控和位姿微调，弥补了仅使用激光跟踪仪辅助翼身对接装配的不足，实现了飞机翼身对接部位的可视化监控，提高了装配翼身对接精度和效率，降低了工人的劳动强度，缩短了飞机生产周期。

本发明还提供了一种飞机翼身对接装配方法，所述方法应用于所述飞机翼身对接装配装置。本发明提供的一种飞机翼身对接装配方法，是针对仅使用激光跟踪仪辅助飞机部件对接装配，无法动态修正对接过程中的部件位姿误差等不足，提出的一种基于双目机器视觉的飞机翼身可视化对接装配方法。首先，搭建激光跟踪仪和工业相机测量平台，通过测量公共基准点，将激光跟踪仪、工业相机坐标统一到全局坐标系下。其次，通过测量飞机翼身调姿控制点标定机身机翼的初始位姿并调平机身。然后，根据调姿路径规划和***运动学逆解，先调整机翼姿态，后调整其位置到翼身对合保留量处。随着翼身逐渐对合，双目摄像机开始监控对合状态，拍摄叉耳靶标点图像，并进行图像实时处理，获取翼身叉耳上的靶标点三维坐标。再然后，根据靶标点坐标测量值运用卡尔曼滤波，实时预测机翼耳片上靶标点坐标，结合机翼理论靶标点坐标，解算出翼身叉耳的相对位姿。接着，通过比对预测位姿和理论位姿，判断对接装配精度是否满足要求，如果满足，则继续对合，等待对合完成，如果不满足，计算机将翼身相对位姿误差参数反馈给调姿控制器，实时微调机翼位姿，修正叉耳运动轨迹，直到满足翼身叉耳相对位姿要求。最后，翼身叉耳初步完成对合，双目相机通过图像处理技术，提取翼身叉耳对合面特征参数，并判断其是否符合对接装配质量要求，如果符合，则飞机翼身对接成功；否则，再次进行机翼位姿微调，直到满足飞机翼身对接装配质量要求。

具体的，图2为本发明提供的一种飞机翼身对接装配方法的方法流程图。参见图2，所述方法包括：

步骤201：获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像。

在获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像之前，需要进行测量平台搭建及装置初始位置标定等前期准备工作，具体包括：

步骤1：激光跟踪仪和工业相机测量平台搭建。

在飞机翼身装配现场搭设激光跟踪仪，使得激光跟踪仪通过转站能测量到现场公共基准点和机身机翼上调姿控制点的坐标。此外，在飞机翼身对接部位附近设置两台工业相机作为所述双目相机，进行对合面图像采集，通过对目标点在不同像素平面的坐标进行匹配，利用三角法测量原理计算其深度信息，从而获取目标点三维信息。

步骤2：激光跟踪仪、工业相机与装配全局坐标系的统一，具体包括：

步骤2.1：利用激光跟踪仪依次测量设置在飞机翼身对接装配现场的公共基准点，通过空间坐标系转换，使得激光跟踪仪在不同站位的测量坐标系均与装配全局坐标***一，从而实现激光跟踪仪测量数据的统一。

步骤2.2：在进行双目机器视觉测量前，要对两台工业相机进行标定，获取相机内外参数。使用标定板对相机参数进行标定的时候，在相机视野范围内采集一定数量的不同位姿的标定板图像，要求标定板覆盖整个相机视野。最后，通过相机标定算法计算出相机像素坐标系、相机坐标系、全局坐标系三者的转换关系，从而将工业相机测量坐标***一到装配全局坐标系下。

步骤3：飞机翼身初始位姿标定。

机身机翼的位姿通过调姿控制点的空间坐标确定，这些调姿控制点分别布设在飞机机身和机翼。在飞机翼身对接前，使用激光跟踪仪分别测量布设在机身机翼上的调姿控制点的坐标值，结合飞机数模上的调姿控制点理论坐标，求解位姿变换参数，完成对飞机翼身初始位姿的标定。

步骤4：***工艺接头球心位置标定。

飞机翼身调姿和对合需要通过***驱动完成，而驱动的位移量是根据***工艺接头球心坐标计算的，为此需要对机身机翼***工艺接头球心位置进行标定。通过激光跟踪仪分别测量设置在机身和机翼***辅助测量杆上靶球坐标，间接解算出当前***球铰工艺接头球心的位置，以供后续位姿变换参数求解使用。

步骤5：机身调平。

根据调姿初始时间和终止时间，以及初始位姿和目标位姿，在满足位姿、速度、加速度等约束条件下，用多项式拟合出机身从初始位姿到目标位姿的调姿轨迹。然后，***运动学逆解出所需位移量，对接装配***将相关指令发送到调姿控制器，生成***电机驱动代码，控制***实现机身调平，此后保持机身位姿不动。

步骤6：机翼位姿调整。

机翼位姿调整步骤与机身相同，根据约束条件规划出调姿路径之后，计算机对***运动学逆解出位移量，然后将指令发送给调姿控制器，生成电机驱动代码，控制***先对机翼进行姿态调整，最后将机翼位置调整到预设的对合保留量处。

图3为本发明实施例提供的飞机翼身对接装配过程示意图。如图3所示，机翼耳片从对合保留量处开始逐渐向机身叉子对合，与此同时双目相机实时测得机翼耳片靶标点的三维坐标。利用卡尔曼滤波算法对机翼耳片上靶标点的实际运动轨迹进行预测，推测出靶标点下一时刻的坐标，然后根据空间坐标系转换算法求解翼身叉耳的相对位姿，并判断其是否满足翼身对合位姿精度要求，以此为依据对机翼耳片的位姿进行修正，保证翼身叉耳无干涉对合。此过程具体实施步骤如下：

步骤202：根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标。

机翼耳片到达对合保留量处的时候，双目相机恰好能够拍摄到飞机翼身叉耳。使用双目相机分别测量当前位姿下翼身叉耳上4个靶标点的空间坐标，分别记为i和j均取1、2、3、4。表示机翼耳片上第i个靶标点的三维坐标；表示机身叉子上第i个靶标点的三维坐标。

步骤203：根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值。

图4为本发明实施例提供的机翼耳片靶标点初始位置和理论位置示意图。参见图4，利用测得的机翼耳片靶标点的三维坐标求解机翼耳片靶标点当前位姿参数：

式(1)中，为机翼耳片靶标点的理论位置坐标，R_w为旋转矩阵，P_w表示位置向量。根据式(1)即可求解机翼耳片的姿态角θ、ψ以及位置参数x、y、z，得到机翼叉耳当前位姿参数，结合目标位姿参数和其他约束条件，即可对机翼耳片的运动路径进行规划。

利用解算出的机身叉子位姿和机翼耳片位姿参数，并兼顾对接装配后机身叉子的机翼耳片的相互位姿要求，在翼身对合阶段对机翼位姿进行修正。将翼身对合保留量的这段距离设置多个测量采样间隔。双目相机跟踪和测量机翼耳片上的靶标点坐标，计算机对机翼耳片轨迹参数进行处理，根据卡尔曼滤波推测出叉耳完成对合时靶标点的坐标，结合其理论坐标解算出翼身叉耳相对位姿预测值，然后与叉耳靶标点的目标位姿进行比较，得到位姿偏差。经过简单逻辑处理后由计算机向调姿控制器发出指令，驱动伺服电机完成叉耳位姿修正，待修正结束重新预测靶标点坐标，直到机翼耳片的相对位姿误差满足精度要求。基于卡尔曼滤波的机翼耳片位姿实时预测与修正的具体步骤如下：

步骤①：机翼耳片靶标点坐标状态方程建立。

翼身叉耳对合过程中，机翼耳片上靶标点某一时间的理论坐标为

式(2)中，是通过机翼耳片运动路径规划得到的某一时间的旋转矩阵；是采用双目相机测量得到靶标点坐标；是通过机翼耳片运动路径规划得到的某一时间的位置向量。取作为调姿控制器的输入量，即U(k)＝[xⁱ yⁱ zⁱ]^T。

根据所述机翼耳片靶标点的理论坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程：

X(k)＝ΦX(k-1)+ΓU(k)+W(k) (3)

式(3)中，X(k)为k时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量，X(k-1)为前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量；为机翼耳片靶标点坐标状态转移矩阵，其中I为单位矩阵，0为零矩阵；U(k)是k时刻调姿控制器的输入量；Γ调姿控制器输入量的增益；W(k)是k时刻***驱动噪声项,假设为高斯白噪声，其协方差为Q。

步骤②：双目相机跟踪量测方程建立。

通过双目相机实时测量机翼耳片靶标点的坐标及所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程，建立量测方程：

Z(k)＝HX(k)+V(k) (4)

式(4)中，Z(k)表示k时刻机翼耳片上靶标点坐标的测量值；H＝[IO]，其中I为单位矩阵，O为零矩阵，H表示状态变量X(k)对量测变量Z(k)的增益；V(k)为k时刻双目相机测量噪声，假定为零均值高斯白噪声，其协方差为R。

步骤③：预测方程建立。

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程为：

式(5)中表示已知前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量情况下第k时刻状态向量的预测值；表示前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量的最优结果。

步骤④：预测误差协方差求解。

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程求解机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差为：

P(k|k-1)＝Φ(k)P(k-1|k-1)Φ^T(k)+Q (6)

式(6)中P(k|k-1)是对应的协方差；P(k-1|k-1)是对应的协方差，Q是***过程的协方差。

步骤⑤：根据所得误差协方差，推导出k时刻靶标点坐标测量值与预测值之间误差的卡尔曼增益K(k)为：

K(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R) (7)

式(7)中，H^T为H的转置。

步骤⑥：最后基于机翼耳片靶标点坐标测量值，得到第k时刻的最优估计值为：

步骤⑦：根据4个机翼耳片靶标点在某一时刻坐标的最优估计值和理论值，利用空间坐标系转换算法解算出翼身叉耳相对位姿预测值。即步骤204：根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值。

步骤⑧：比较翼身叉耳相对位姿预测值和理论值，判断翼身叉耳相对位置和姿态角是否满足精度要求。如果满足，则不对机翼运动轨迹进行修正。否则求解预测值与理论值的差值，将其以指令的形式发送给调姿控制器，驱动***做出调整，修正机翼的运动轨迹；然后重复步骤①～步骤⑦，直到叉耳对接装配满足位姿精度要求。具体为：

步骤205：根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果。

步骤206：当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；然后重复步骤(1)～步骤(7)，直到叉耳对接装配满足位姿精度要求。

步骤207：当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合。

待翼身叉耳完成对合之后，需要通过翼身叉耳的同轴度和配合间隙判断飞机翼身对合质量是否合格，以此为依据对机翼位姿做最后的微调，从而实现翼身对合质量监控。基于图像处理的翼身对合质量监控的具体步骤如下：

步骤208：获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像。

双目相机通过运动机构分别调整到平行于翼身叉耳孔的轴线方向和叉耳的正上方，获取叉耳圆孔和配合间隙图像。

步骤209：根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果。具体包括：

步骤(1)：根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果；具体为：

根据所述叉耳孔图像计算翼身叉耳孔同轴度的同轴度测量值。图5为本发明实施例提供的翼身叉耳配合面的同轴度示意图。如图5所示，首先，使用图像平滑和图像增强算法，抑制目标图像的噪声，提高灰度图像的对比度，然后采用边缘检测算子对圆孔轮廓和配合间隙边界进行亚像素精度提取，接着，用圆拟合算法得到翼身叉耳孔的中心线，并求解两圆心之间的距离，得到翼身叉耳孔同轴度测量值d。

获取翼身叉耳孔同轴度的同轴度理论值。

计算所述同轴度测量值和所述同轴度理论值的差值，获得同轴度误差值。

当所述同轴度误差值小于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为是。

当所述同轴度误差值大于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为否。

步骤(2)：根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果；具体包括：

根据所述配合间隙图像计算翼身叉耳配合间隙的配合间隙测量值。图6为本发明实施例提供的翼身叉耳配合面的配合间隙示意图。如图6所示，首先，使用图像平滑和图像增强算法，抑制目标图像的噪声，提高灰度图像的对比度，然后采用边缘检测算子对圆孔轮廓和配合间隙边界进行亚像素精度提取，接着，用直线拟合算法计算配合间隙c₁、c₂。

获取翼身叉耳配合间隙的配合间隙理论值。

计算所述配合间隙测量值和所述配合间隙理论值的差值，获得配合间隙误差值。

当所述配合间隙误差值小于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为是。

当所述配合间隙误差值大于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为否。

当所述第三判断结果和所述第四判断结果均为是时，所述第二判断结果为是；否则所述第二判断结果为否。

对比翼身叉耳同轴度和配合间隙的测量值和理论值，判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求。当叉耳同轴度和配合间隙的测量值和理论值的误差值均小于设计值时，则满足要求，锁死翼身位姿，完成整个飞机的翼身对接装配。否则，将误差值反馈给调姿控制器，对机翼位姿进行微调。调整结束之后，重复步骤(1)～(2)，重新判断，直到翼身叉耳的相对位置关系满足精度要求为止。具体为：

步骤210：当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调。调整结束之后，重复步骤(1)～(2)，重新判断，直到翼身叉耳的相对位置关系满足精度要求为止。

步骤211：当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。

可见，本发明提供的一种飞机翼身对接装配方法，旨在通过构建小型灵活的数字图像监控***，在飞机翼身对合阶段实时获取对合部位图像并计算相关装配特征参数，根据评价标准评估装配特征的对合质量；用装配特征的对合质量为依据对飞机部件进行位姿微调整，以提高对接装配精度，满足对接装配质量要求。

本发明提供的方法通过结合双目相机测量得到的机翼耳片靶标点坐标，运用卡尔曼滤波算法对机翼耳片的轨迹进行计算，实时预测机翼耳片对合时某一时刻的靶标点坐标，利用靶标点预测值和理论值，解算叉耳对接装配位姿误差，并将该误差反馈到调姿控制器，从而实现了机翼对合时位姿的动态调整。

在翼身叉耳完成对合之后，对翼身叉耳孔和配合间隙进行图像处理，获取同轴度和配合间隙测量值，通过比对其理论值，判断飞机翼身对接装配质量是否合格，从而再次可保证对合部位的装配精度。整个对接装配过程，不需要工人手动调整飞机翼身姿态，并且通过工业相机监测翼身叉耳的对合过程，便于操作人员远程监控，极大地提高了飞机翼身对接装配效率和质量。

本发明还提供了一种飞机翼身对接装配***。图7为本发明提供的一种飞机翼身对接装配***的结构示意图。参见图7，所述***包括：

靶标点图像获取模块701，用于获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像；

靶标点三维坐标确定模块702，用于根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标；

最优估计值确定模块703，用于根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值；

相对位姿预测值计算模块704，用于根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值；

第一判断结果获取模块705，用于根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果；

运动轨迹修正模块706，用于当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；

翼身叉耳对合模块707，用于当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合；

对合图像获取模块708，用于获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像；

第二判断结果获取模块709，用于根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果；

机翼位姿微调模块710，用于当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调；

翼身对接装配模块711，用于当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。

其中，所最优估计值确定模块703具体包括：

状态方程建立单元，用于根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程；

预测方程建立单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程；

最优估计值确定单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值。

进一步的，所述状态方程建立单元具体包括：

理论坐标求解子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标求解机翼耳片靶标点的理论坐标其中为旋转矩阵；为所述机翼耳片靶标点的三维坐标；表示位置向量；

状态方程建立子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点的理论坐标建立所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程X(k)＝ΦX(k-1)+ΓU(k)+W(k)；其中X(k)为k时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量，X(k-1)为前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量；为机翼耳片靶标点坐标状态转移矩阵，其中I为单位矩阵，0为零矩阵；U(k)为机翼耳片靶标点的理论坐标；Γ为调姿控制器输入量的增益；W(k)是k时刻***驱动噪声项。

进一步的，所述预测方程建立单元具体包括：

预测方程建立子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程其中表示已知前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量情况下第k时刻状态向量的预测值；表示前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量的最优结果。

所述最优估计值确定单元具体包括：

协方差求解子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程求解机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差为P(k|k-1)＝Φ(k)P(k-1|k-1)Φ^T(k)+Q；其中P(k|k-1)是对应的协方差；P(k-1|k-1)是对应的协方差，Q是***过程的协方差；

卡尔曼增益确定子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差推导出k时刻靶标点坐标测量值与预测值之间误差的卡尔曼增益K(k)为K(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R)；其中H^T为H的转置，R为双目相机测量噪声的协方差；

量测方程建立子单元，用于根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标的量测方程Z(k)＝HX(k)+V(k)；其中Z(k)表示k时刻机翼耳片上靶标点坐标的测量值；H＝[IO]，其中I为单位矩阵，O为零矩阵；H表示状态变量X(k)对量测变量Z(k)的增益；V(k)为k时刻双目相机测量噪声；

最优估计值确定子单元，用于根据所述量测方程、所述预测方程和所述协方差确定k时刻机翼耳片靶标点坐标的最优估计值

所述第二判断结果获取模块709具体包括：

第三判断结果获取单元，用于根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果；

第四判断结果获取单元，用于根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果；

第二判断结果确定单元，用于当所述第三判断结果和所述第四判断结果均为是时，确定所述第二判断结果为是；否则确定所述第二判断结果为否。

其中，所述第三判断结果获取单元具体包括：

同轴度测量值计算子单元，用于根据所述叉耳孔图像计算翼身叉耳孔同轴度的同轴度测量值；

同轴度理论值获取子单元，用于获取翼身叉耳孔同轴度的同轴度理论值；

同轴度误差值计算子单元，用于计算所述同轴度测量值和所述同轴度理论值的差值，获得同轴度误差值；

第三判断结果确定子单元，用于当所述同轴度误差值小于预设同轴度误差时，确定所述第三判断结果为是；当所述同轴度误差值大于预设同轴度误差时，确定所述第三判断结果为否。

其中，所述第四判断结果获取单元具体包括：

配合间隙测量值计算子单元，用于根据所述配合间隙图像计算翼身叉耳配合间隙的配合间隙测量值；

配合间隙理论值获取子单元，用于获取翼身叉耳配合间隙的配合间隙理论值；

配合间隙误差值计算子单元，用于计算所述配合间隙测量值和所述配合间隙理论值的差值，获得配合间隙误差值；

第四判断结果确定子单元，用于当所述配合间隙误差值小于预设配合间隙误差时，确定所述第四判断结果为是；当所述配合间隙误差值大于预设配合间隙误差时，确定所述第四判断结果为否。

采用本发明提供的一种飞机翼身对接装配***，能够通过被测飞机部件整个对接区域轮廓的测量数据，计算出所述被测飞机部件的对接区域的所有点的对接间隙和阶差，有效避免只针对局部特征点进行测量、测量数据不全面导致的测量精度低的缺陷，进而可以根据对接区域各个点的对接间隙和阶差，对被测飞机部件进行对接调姿和修边，实现大型飞机部件的精准装配。

综上所述，本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，至少具有以下优点：

1、本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，在激光跟踪仪辅助装配的基础上，提出激光跟踪仪测量和双目机器视觉相融合的组合测量方法，不仅利用激光跟踪仪测量翼身调姿控制点的方式辅助实现翼身位姿粗调，而且利用双目机器视觉测量翼身叉耳靶标点和对合面特征，依据靶标点和对合面特征的测量值，对翼身相对位姿进行实时监控，弥补了仅使用激光跟踪仪辅助翼身对接装配的不足。

2、由于飞机对合部位结构复杂、开敞性差，仅靠然肉眼不能准确地判断叉耳对接状态并反馈其相对位姿误差。本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，通过双目相机测量翼身叉耳靶标点坐标，求解翼身叉耳相对位姿，从而反映出整个飞机翼身的相对位姿。此外，使用工业相机使得翼身叉耳对合过程可视化，便于远程监控，极大的降低了工人劳动强度，缩短了飞机生产周期。

3、本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，基于机翼耳片靶标点坐标状态方程进行卡尔曼滤波和外推迭代，预测机翼耳片完成对合时的靶标点的坐标，结合其理论坐标动态求解翼身叉耳相对位姿误差，进而实现装配部件位姿动态监控，并将监控的动态位姿和理论位姿进行融合，实时修正机翼耳片运动轨迹，保证翼身叉耳高质量对合。

4、本发明提供的一种飞机翼身对接装配装置、方法及***，不仅解决了飞机翼身对合过程中没有对合部位位姿误差反馈，无法进行基于对合部件位姿动态修正的不足；还通过对合部位实时监控和对合面特征参数提取，对飞机翼身的对接质量进行评估，保证了对合部位的装配精度，实现了对合过程可视化，有效提高了飞机翼身对接的自动化水平。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种飞机翼身对接装配方法，所述方法应用于一种飞机翼身对接装配装置，所述装置包括激光跟踪仪、双目相机、***、图像处理机和调姿控制器，其特征在于，所述方法包括：

获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像；

根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标；

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值；

根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值；

根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果；

当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；

当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合；

获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像；

根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果；

当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调；

当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。

2.根据权利要求1所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程；

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程；

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值。

3.根据权利要求2所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标建立机翼耳片靶标点坐标的状态方程，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标求解机翼耳片靶标点的理论坐标其中为旋转矩阵；为所述机翼耳片上第i个靶标点的三维坐标；表示位置向量；

根据所述机翼耳片靶标点的理论坐标建立所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程X(k)＝ΦX(k-1)+ΓU(k)+W(k)；其中X(k)为k时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量，X(k-1)为前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量；为机翼耳片靶标点坐标状态转移矩阵，其中I为单位矩阵，0为零矩阵；U(k)为机翼耳片靶标点的理论坐标；Γ为调姿控制器输入量的增益；W(k)是k时刻***驱动噪声项。

4.根据权利要求3所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程其中表示已知前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量情况下第k时刻状态向量的预测值；表示前一时刻机翼耳片靶标点坐标状态向量的最优结果。

5.根据权利要求4所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值，具体包括：

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量的预测方程求解机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差为P(k|k-1)＝Φ(k)P(k-1|k-1)Φ^T(k)+Q；其中P(k|k-1)是对应的协方差；P(k-1|k-1)是对应的协方差，Q是***过程的协方差；

根据所述机翼耳片靶标点坐标状态向量预测误差的协方差推导出k时刻靶标点坐标测量值与预测值之间误差的卡尔曼增益K(k)为K(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R)；其中H^T为H的转置，R为双目相机测量噪声的协方差；

根据所述机翼耳片靶标点坐标的状态方程建立机翼耳片靶标点坐标的量测方程Z(k)＝ΗX(k)+V(k)；其中Z(k)表示k时刻机翼耳片上靶标点坐标的测量值；Η＝[IO]，其中I为单位矩阵，O为零矩阵；Η表示状态变量X(k)对量测变量Z(k)的增益；V(k)为k时刻双目相机测量噪声；

根据所述量测方程、所述预测方程和所述协方差确定k时刻机翼耳片靶标点坐标的最优估计值

6.根据权利要求5所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果，具体包括：

根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果；

根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果；

当所述第三判断结果和所述第四判断结果均为是时，所述第二判断结果为是；否则所述第二判断结果为否。

7.根据权利要求6所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述叉耳孔图像判断翼身叉耳同轴度是否满足叉耳对合精度要求，获得第三判断结果，具体包括：

根据所述叉耳孔图像计算翼身叉耳孔同轴度的同轴度测量值；

获取翼身叉耳孔同轴度的同轴度理论值；

计算所述同轴度测量值和所述同轴度理论值的差值，获得同轴度误差值；

当所述同轴度误差值小于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为是；

当所述同轴度误差值大于预设同轴度误差时，所述第三判断结果为否。

8.根据权利要求7所述的飞机翼身对接装配方法，其特征在于，所述根据所述配合间隙图像判断翼身叉耳的配合间隙是否满足叉耳对合间隙要求，获得第四判断结果，具体包括：

根据所述配合间隙图像计算翼身叉耳配合间隙的配合间隙测量值；

获取翼身叉耳配合间隙的配合间隙理论值；

计算所述配合间隙测量值和所述配合间隙理论值的差值，获得配合间隙误差值；

当所述配合间隙误差值小于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为是；

当所述配合间隙误差值大于预设配合间隙误差时，所述第四判断结果为否。

9.一种飞机翼身对接装配***，其特征在于，所述***包括：

靶标点图像获取模块，用于获取飞机翼身叉耳的叉耳靶标点图像；

靶标点三维坐标确定模块，用于根据所述叉耳靶标点图像确定机翼耳片靶标点的三维坐标；

最优估计值确定模块，用于根据所述机翼耳片靶标点的三维坐标确定机翼耳片靶标点坐标的最优估计值；

相对位姿预测值计算模块，用于根据所述最优估计值和机翼耳片靶标点坐标的理论值解算出翼身叉耳相对位姿预测值；

第一判断结果获取模块，用于根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值判断翼身位姿是否满足位姿精度要求，获得第一判断结果；

运动轨迹修正模块，用于当所述第一判断结果为否时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值和翼身叉耳相对位姿理论值之间的误差修正机翼耳片的运动轨迹；

翼身叉耳对合模块，用于当所述第一判断结果为是时，根据所述翼身叉耳相对位姿预测值控制所述机翼耳片运动至预设位置，完成与机身叉子的对合；

对合图像获取模块，用于获取翼身叉耳对合后的叉耳孔图像和配合间隙图像；

第二判断结果获取模块，用于根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像判断飞机翼身对接装配是否满足对合精度要求，获得第二判断结果；

机翼位姿微调模块，用于当所述第二判断结果为否时，根据所述叉耳孔图像和所述配合间隙图像对机翼位姿进行微调；

翼身对接装配模块，用于当所述第二判断结果为是时，锁死翼身位姿，完成所述飞机翼身的对接装配。