基于机器视觉的飞机对接孔位测量技术研究

发布时间：2020-05-21 13:02

【摘要】：测量辅助装配技术是飞机数字化装配技术的重要组成部分。而在测量辅助装配技术中,高精度的测量辅助技术是飞机对接装配高质量的保证。针对叉耳式翼身对接飞机在外场进行装配时的测量需求,本文采用一种基于机器视觉的测量方式。目前,视觉测量在航天器对接等领域有着较多的应用且技术较为成熟,为在飞机装配上采用这种测量辅助技术提供了相关的参考。本文从翼身对接叉耳孔的测量需求出发,以对接叉耳孔的孔位测量为研究对象,搭建了面向叉耳孔特征的视觉测量系统,建立了对接叉耳孔空间位姿的视觉测量模型,同时研究了视觉测量系统中所涉及到的椭圆检测技术,设计了一种基于最小二乘的弧段组合椭圆检测算法,并进行了相关测量精度实验。本文主要研究内容如下:1)研究了面向叉耳孔的视觉测量系统组成。针对翼身对接叉耳孔测量对象,在视觉测量系统搭建过程中分析并选用了合适的硬件装置,同时设计了一种与测量系统相对应的软件处理系统。2)研究了椭圆检测算法。针对叉耳孔这一测量对象,对传统椭圆检测算法进行了分析,同时提出了一种基于最小二乘的弧段组合椭圆检测算法,并给出详细说明及相关算法验证。3)进行了测量实验。针对翼身对接叉耳孔这一测量对象,进行孔位相对量视觉测量精度实验及孔位重复定位精度实验。
【图文】：

图 1. 2 AVGS 相机和靶标实物图国外在航空对接系统中所采用的基于靶标特征的视觉测量系统在测量距离测距精度有 1.3mm，角度误差有 0.14°[32]。航器领域，从二十世纪九十年代开始，视觉测量技术出现在 UUV 的水 ISiMI UUV[33]和法国的 AliVE UUV[34]是目前世界上在回收系统中采用的案例。韩国的 ISiMI UUV 回收系统由漏斗状设备和 UUV 构成。该回备的圆形边缘上按一定分布规律装有亮度和位置可调节的引导灯，如图为：将单目相机放置在 UUV 鼻艏中间，进行引导灯图像获取，进而计算置之间的相对位置和姿势，，采用基于单目视觉的伺服控制算法进行回收V 回收系统原理图如图 1. 4 所示，且于 2007 年进行 ISiMI UUV 水下测试并36°引导灯4引导灯3 引导灯2引导灯1

图 2. 5 相机实物示意图相关镜头以实现拍摄目的。相机的光学镜头是它起到控制成像芯片中图像采集范围的功能，的形式进入到比较小的成像芯片上；与此同时物光线直接传送到成像芯片使得信号饱和导致业镜头的光圈、焦距进行改变还可以实现改变的性能与视觉测量系统的性能息息相关，合理关的性能指标有放大倍率、景深、视场、分辨 6 所示：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V262.4

【参考文献】

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本文编号：2674340