CN207607665U - 一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航空试验技术领域,特别涉及一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置。所述的装置包括激光信号投影装置(2)、竖直平板(3)、标尺(4)、摄像机(5)和处理模块，激光信号投影装置(2)固定在被测舵面(1)上，标尺(4)按竖直方向固定在竖直平板(3)上；处理模块根据预设偏转角度指令被测舵面(1)偏转，激光信号投影装置(2)根据被测舵面(1)的偏转量投射在标尺(4)的相应位置处，处理模块通过摄像机(5)采集标尺相应位置读数，根据三角函数关系计算被测舵面(1)的实际偏转角度，并与预设偏转角度进行对比，完成标定。提出了一种安装调试简单、校准精度高、适用于飞机试验现场的气动舵面快速自动标定方法。
Description
技术领域
本发明属于航空试验技术领域,特别涉及一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置。
背景技术
飞机气动舵面的标定试验是无人机研发的基础工作之一。在飞机飞行性能的试验研究中，为了能给出可靠的性能试验数据，需对飞机的副翼、襟翼、方向舵和升降舵等舵面进行角位移标定。
传统上飞机气动舵面的标定普遍采用两种方法。第一种是使用刻度尺测量的人工测量方法，操控舵面偏转后，测量舵面尖点与相邻翼面的直线距离，此方法受量具形变和人工读数误差的影响，测量精度低，且不能进行实时的数据采集。第二种是在舵面上安装标准传感器的测量方法，此方法对传感器安装位置偏差和零位调整偏差敏感程度较高，因此，传感器安装精度要求高，调整过程复杂，难以满足高效高质量的舵面标定、调整要求。
发明内容
本发明解决的技术问题:提出一种安装调试简单、校准精度高、适用于飞机试验现场的气动舵面快速自动标定方法。
本发明的技术方案:一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置，其特征为：所述的装置包括激光信号投影装置2、竖直平板3、标尺4、摄像机5和处理模块，激光信号投影装置2固定在被测舵面1上，标尺4按竖直方向固定在竖直平板3上；
处理模块根据预设偏转角度指令被测舵面1偏转，激光信号投影装置2根据被测舵面1的偏转量投射在标尺4的相应位置处，处理模块通过摄像机5采集标尺相应位置读数，根据三角函数关系计算被测舵面1的实际偏转角度，并与预设偏转角度进行对比，完成标定。
优选地，激光信号投影装置2通过夹子结构固定在被测舵面1上。
优选地，激光信号投影装置2通过相互叠加的水平方向摇摆铰6和高度方向俯仰铰7固定在夹子结构上。
优选地，被测舵面1至中立位置时，激光信号投影装置2光标点的高度至标尺4中部位置。
本发明的有益效果:将气动舵面的偏度位移量通过光学投影放大，利用机器视觉技术进行读数自动采集，激光信号投影装置采用轻量化设计，投影装置具备高度方向和水平方向角度调整能力，试验灵活性强，简单易用。与传统飞机气动舵面的标定方法相比，本方法的测试设备小巧、安装适应性强、调试便捷、测量精度高、数据识别快，特别适用于现场对飞机气动舵面的实时标定。
附图说明
图1为气动舵面自动标定方法原理图；
图2为激光信号投影装置原理图。
具体实施方式
飞机气动舵面快速自动标定装置的主要由被测舵面1、激光信号投影装置2、竖直平板3、标尺4、摄像机5组成，如图1所示。激光信号投影装置2通过夹子结构固定在被测舵面1上，标尺4按竖直方向固定在竖直平板3上，摄像机5朝向标尺所在位置。为了使激光信号投影装置2能在水平方向有一定的摇摆角度并能沿高度方向俯仰一定角度，激光信号投影装置2上设计了水平方向摇摆铰6和高度方向俯仰铰7如图2所示。
实施方法：
1)将激光信号投影装置2固定在被测舵面1上；
2)将标尺4固定在竖直平板3上，并保证标尺4铅直；
3)操控被测舵面1至中立位置，调整激光信号投影装置2的方向与被测舵面1轴线垂直，调整激光信号投影装置2光标点的高度至标尺4中部位置，测量被测舵面1轴线至光标点的距离、光标点高度和被测舵面1轴线高度；
4)将摄像机5对准标尺4，并与计算机连接，通过机器视觉技术实现对光标点数据的自动读取。机器视觉技术是以通过处理图像达到类似于人眼的视觉的效果，可以实现光标点在标尺4上图像的采集、识别以及数据自动读取，并输出到计算机；
5)通过飞控软件设置舵机的偏角，读取光标点在标尺上的读数，自动输入至舵面标定程序中，舵机偏角和光标点读数一一对应，计算得到舵机——舵面偏角的对应曲线，从而完成气动舵面的快速自动标定。
Claims (4)
1.一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置，其特征为：所述的装置包括激光信号投影装置(2)、竖直平板(3)、标尺(4)、摄像机(5)和处理模块，激光信号投影装置(2)固定在被测舵面(1)上，标尺(4)按竖直方向固定在竖直平板(3)上；
处理模块根据预设偏转角度指令被测舵面(1)偏转，激光信号投影装置(2)根据被测舵面(1)的偏转量投射在标尺(4)的相应位置处，处理模块通过摄像机(5)采集标尺相应位置读数，根据三角函数关系计算被测舵面(1)的实际偏转角度，并与预设偏转角度进行对比，完成标定。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置，其特征为：激光信号投影装置(2)通过夹子结构固定在被测舵面(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置，其特征为：激光信号投影装置(2)通过相互叠加的水平方向摇摆铰(6)和高度方向俯仰铰(7)固定在夹子结构上。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的飞机气动舵面标定装置，其特征为：被测舵面(1)至中立位置时，激光信号投影装置(2)光标点的高度至标尺(4)中部位置。
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