一种非接触式直升机外吊挂物的运动测量方法

标题：一种非接触式直升机外吊挂物的运动测量方法

摘要：本申请提供了一种非接触式直升机外吊挂物的运动测量方法，用于飞行过程中直升机外吊挂物位置、姿态测量。在直升机机腹部加装双目摄像头和两个激光雷达，在外吊挂物上粘贴特定图案的光学标记用于外吊挂物的识别和跟踪。双目摄像头负责实时观测直升机外吊挂物的运动图像，激光雷达负责对吊挂物的轮廓进行实时扫描，获取到直升机自身的位置和姿态后，以及通过标定确定相机坐标系、激光雷达坐标系与直升机机体坐标系的平移矩阵和旋转矩阵，计算出直升机外吊挂物相对于机体的位移和姿态以及相对于大地坐标系的姿态。本发明解决了直升机外吊挂物的运动状态的实时测量问题，为研究外吊挂物对直升机操控和飞行品质的影响提供了精确、可靠的数据。

申请号：CN201811361713.5

申请日：2018/11/15

申请人：中国直升机设计研究所

首项权利要求：1.一种非接触式直升机外吊挂物的运动测量方法，其特征在于，包括：
步骤一、在直升机上安装有双目摄像头及多线程激光雷达，在外吊挂物上粘贴光学标记用于外吊挂物的识别，所述双目摄像头包括第一相机及第二相机；
步骤二、建立第一相机的相机坐标系，并标定第二相机及多线程激光雷达的坐标，同时确定第一相机坐标系与机体坐标系之间的关系及机体坐标系与大地坐标系之间的关系；
步骤三、采集同一时刻双目摄像头拍摄的外吊挂图像、多线程激光雷达测量的外吊挂光学标记数据，以及飞机导航系统数据；
步骤四、根据双目摄像头采集的外吊挂图像，识别外吊挂图像中的光学标记，并计算光学标记在第一相机坐标系中的三维坐标数据；采用多线程激光雷达测量的外吊挂光学标记数据对所述相机坐标系中的三维坐标数据的Z轴数据进行修订，确定外吊挂物相对于第一相机的位移和姿态；
步骤五、根据第一相机坐标系与机体坐标系之间的关系计算出外吊挂物相对于机体的位移和姿态；
步骤六、根据飞机导航系统数据，计算得出外吊挂物相对于大地坐标系的位置及姿态。

专利类型：发明申请