一种基于摄影测量技术的飞机水平测量工装标定方法技术

本申请提供一种基于摄影测量技术的飞机水平测量工装标定方法；通过将飞机水平测量所使用的各种工装的标定需求系统地整合在该系统中，从而简单高效率地完成测量工装标定任务。同时本申请提供了新的工装标定方法，包括对三类工装：引出工装、轴线工装、平面角度工装；但三类工装的标定方法的整体逻辑都是一样，在已知的标定平台坐标系下，确定各自工装的坐标系，将原本位于标定平台坐标系下的数据统一到各自工装的坐标系中。通过本申请新的标定方法，可以快速，方便的对各自工装进行标定，以在各自工装在实际使用场景中所测量的数据更加准确。更加准确。更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于摄影测量技术的飞机水平测量工装标定方法


[0001]本专利技术涉及工业摄影测量
，特别涉及一种基于摄影测量技术的飞机水平测量工装标定方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国航空工业飞速发展，各类型飞行器的研发、改装、维修等需求也日益增加。在生产工作过程中，为了保证飞机各部件之间相对位置的确定关系和安装精度，确保产品满足设计时的要求，需要采用水平测量技术。摄影测量技术通过数字图像处理和摄影测量处理，获取目标的几何状态和运动状态，具有高效率、高精度、无损、抗环境干扰等优点。摄影测量需要在测量目标表面粘贴标识点以便工业相机识别采集点位信息，由于飞机外形较为复杂，部分点位无法直接通过相机直接拍摄获得，需要通过各种工装引出或表示，工装的制造与安装精度决定了点位信息的采集精度，在进行测量工作之前需要使用标定装置对测量工装进行标定，以提高测量结果的精确度。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种基于摄影测量技术的飞机水平测量工装标定方法；提供了一个新的标定方法以实现各类工装在实际使用之前进行标定，达到在实际使用使所采集的数据更加准确。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，包括以下步骤：S1：建立标定平台空间坐标系，并将引出工装设置安装在标定平台上；S2：使引出工装上一端的编码片绕着引出工装另一端的引出点旋转多个位置，进而获取编码片上各个编码点所对应的多个位置点；S3：根据每一个编码点所对应的多个位置点拟合成一个圆，进而获取到多个编码点的拟合圆；S4：将多个拟合圆投影到标定平台上，并获取每个拟合圆在标定平台空间坐标系下的圆心坐标；S5：根据标定平台空间坐标系下，计算多个圆心所在的质心坐标；S6：根据质心坐标计算引出点相对于标定平台空间坐标系下的坐标位置；S7：建立引出工装空间坐标系，并将引出点相对标定平台空间坐标系下的坐标位置统一到引出工装空间坐标系中。
[0005]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：进一步地，步骤S1中所述建立标定平台空间坐标系的具体方式为：在标定平台表面上固定安装多个编码片，以此形成多个固定点，以多个固定点设定建立一个标定平台空间坐标系。
[0006]进一步地，步骤S1中所述将引出工装设置安装在标定平台上的具体方式为：在标
定平台上固定安装一个已知型号的柱体模型，并将引出工装的引出点一端安装在柱体模型上。
[0007]进一步地，步骤S5的具体内容为：将每个圆心坐标中的x轴坐标进行相加平均、将每个圆心坐标中的y轴坐标进行相加平均、将每个圆心坐标中的z轴坐标进行相加平均；以此得到多个圆心平均后的空间坐标点，该空间坐标点即为质心相对于标定平台空间坐标系的坐标点。
[0008]进一步地，步骤S6的具体内容为：结合柱体模型的已知高度和质心的坐标点，即可得到引出点相对标定平台空间坐标系的坐标点。
[0009]进一步地，步骤S7的具体内容为：在引出工装任一姿态下，由其一端编码片上各个编码点设定建立一个引出工装空间坐标系，将步骤S6中相对于标定平台空间坐标系下的引出点空间坐标统一到相对于引出工装空间坐标系中；以在对飞机进行测量时，通过识别到引出工装一端编码片即可得知引出工装另一端引出点的位置。
[0010]进一步地，一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中轴线工装标定方法，包括：S1：建立标定平台空间坐标系，在标定平台上固定安装一个已知型号的柱体模型，并将轴线工装卡接在柱体模型上；S2：将轴线工装绕着柱体模型转动，使得轴线工装上的编码片绕着柱体模型旋转多个位置，进而获取编码片上各个编码点所对应的多个位置点；S3：根据每一个编码点所对应的多个位置点拟合成一个圆，进而获取到多个编码点的拟合圆；S4：根据标定平台空间坐标系下，获取每个圆所在圆心空间坐标；S5：根据多个圆心的空间坐标拟合一条直线，该直线则为柱体模型的轴线S6：建立轴线工装空间坐标系，并将柱体模型轴线相对于标定平台空间坐标系下的位置关系对应到轴线工装空间坐标系中。
[0011]进一步地，步骤S1中所述建立标定平台空间坐标系的具体方式为：在标定平台表面上固定安装多个编码片，以此形成多个固定点，以多个固定点设定建立一个标定平台空间坐标系。
[0012]进一步地，步骤S6的具体内容为：在轴线工装任一姿态下，由其一端编码片上各个编码点设定建立一个轴线工装空间坐标系，将步骤S5中相对于标定平台空间坐标系下的直线位置关系统一到相对于轴线工装空间坐标系中；以在对飞机进行测量时，通过识别到轴线工装一端编码片即可得知轴线工装所卡接的飞机部位的轴线位置。
[0013]进一步地，一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中平面角度工装标定方法，包括：S1：建立标定平台空间坐标系：在标定平台表面上固定安装多个编码片，以此形成多个固定点，以多个固定点设定建立一个标定平台空间坐标系；然后将平面角度工装底面安装在标定平台上；S2：获取平面角度工装中编码片上的各个编码点的空间坐标，该空间坐标是相对于标定平台空间坐标系下的；
S3：选取编码片上的一个编码点作为平面角度工装坐标系的原点，选取第二个编码点做为参照点；根据这两个编码点在标定平台空间坐标系下的空间坐标，计算两点之间的向量；确定该向量在标定平台空间坐标系中一条轴的分向量，以分向量的所在方向确定一条轴线；S4：选取步骤S3中作为原点的编码点，并选取第三个编码点为参照点；根据这两个编码点在标定平台空间坐标系下的空间坐标，计算两点之间的向量；确定该向量在标定平台空间坐标系中一条轴的分向量，以分向量的所在方向确定一条轴线；S5：根据步骤S3和S4所确定的两条轴线，并依据三维坐标系中各轴之间相互垂直的特性确定第三条轴线；S6：以确定的三条轴线和确定的原点建立平面角度工装坐标系，完成平面角度工装的标定。
[0014]本专利技术的有益效果是：本申请主要采用了新的工装标定方法，包括对三类工装：引出工装、轴线工装、平面角度工装；但三类工装的标定方法的整体逻辑都是一样，即在已知的标定平台坐标系下，确定各自工装的坐标系，将原本位于标定平台坐标系下的数据统一到各自工装的坐标系中。通过本申请新的标定方法，可以快速，方便的对各自工装进行标定，以在各自工装在实际使用场景中所测量的数据更加准确。
附图说明
[0015]图1是本专利技术标定平台示意图。
[0016]图2是本专利技术各类工装示意图；其中，图2a是实施例中一种现有类型的引出工装示意图；图2b是实施例中另一种现有类型的引出工装示意图；图2c是实施例中一种现有类型的轴线工装卡接在柱体模型上的示意图；图2d是实施例中一种现有类型的平面角度工装示意图。
[0017]图3是本专利技术实施例中一种类型引出工装安装在标定平台上的示意图。
[0018]图4是本专利技术实施例中另一种类型引出工装安装在柱体模型及标定平台上的示意图。
[0019]图5是本专利技术轴线工装安装在柱体模型及标定平台上的示意图。
[0020]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立标定平台空间坐标系，并将引出工装设置安装在标定平台上；S2：使引出工装上一端的编码片绕着引出工装另一端的引出点旋转多个位置，进而获取编码片上各个编码点所对应的多个位置点；S3：根据每一个编码点所对应的多个位置点拟合成一个圆，进而获取到多个编码点的拟合圆；S4：将多个拟合圆投影到标定平台上，并获取每个拟合圆在标定平台空间坐标系下的圆心坐标；S5：根据标定平台空间坐标系下，计算多个圆心所在的质心坐标；S6：根据质心坐标计算引出点相对于标定平台空间坐标系下的坐标位置；S7：建立引出工装空间坐标系，并将引出点相对标定平台空间坐标系下的坐标位置统一到引出工装空间坐标系中。2.根据权利要求1所述的一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，步骤S1中所述建立标定平台空间坐标系的具体方式为：在标定平台表面上固定安装多个编码片，以此形成多个固定点，以多个固定点设定建立一个标定平台空间坐标系。3.根据权利要求1所述的一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，步骤S1中所述将引出工装设置安装在标定平台上的具体方式为：在标定平台上固定安装一个已知型号的柱体模型，并将引出工装的引出点一端安装在柱体模型上。4.根据权利要求3所述的一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，步骤S5的具体内容为：将每个圆心坐标中的x轴坐标进行相加平均、将每个圆心坐标中的y轴坐标进行相加平均、将每个圆心坐标中的z轴坐标进行相加平均；以此得到多个圆心平均后的空间坐标点，该空间坐标点即为质心相对于标定平台空间坐标系的坐标点。5.根据权利要求4所述的一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，步骤S6的具体内容为：结合柱体模型的已知高度和质心的坐标点，即可得到引出点相对标定平台空间坐标系的坐标点。6.根据权利要求1所述的一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中引出工装标定方法，其特征在于，步骤S7的具体内容为：在引出工装任一姿态下，由其一端编码片上各个编码点设定建立一个引出工装空间坐标系，将步骤S6中相对于标定平台空间坐标系下的引出点空间坐标统一到相对于引出工装空间坐标系中；以在对飞机进行测量时，通过识别到引出工装一端编码片即可得知引出工装另一端引出点的位置。7.一种基于摄影测量技术的飞机水平测量中轴线工装标定方法，其特征在于，包括：S1：建立标定平台空间坐标系，在标定平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊，单忠德，曹涛，张沅，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：