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飞机要空中加油?离不开这门测量技术!

805????2019-04-30

了解“摄影测量”

摄影测量是利用影像重建物体空间的几何和物理模型,即利用摄影和传感器获得被研究对象的影像和数字信息,经图像处理、几何信息的量测和物理信息的提取过程,从而求得物体大小、形状、空间位置及其性质等。其特点是不触及被研究物体,而是通过像片或数字信息的研究达到目的,并可在信息中任意选择研究对象。摄影测量可采用多种手段、方法和材料获取固体、液体、气体、静态、动态、瞬间、微小或巨大物体的影像信息,并促使研究和应用领域不断扩大。

摄影测量技术由于直观性好、精度高等优点,在试飞测试领域发挥着重要作用,主要用于空中加油、机翼变形、外挂物投放、阻力伞性能测试等科目中。

? ? 空中加油

? ? 飞机空中加油系统用于延长作战飞机的留空时间、增加载弹量,加大作战半径、提高远程作战能力。对任何一种新飞机的加油系统都必须进行试飞,通过试飞,研究出实现新飞机安全、成功的加油方法,使试飞员掌握正确的加油驾驶技术,并为编写该机的飞行手册提供必要的依据。同时,通过试飞测试,为加油系统和飞机的设计定型提供技术依据。?

? ? 机翼变形

? ? 在飞机设计定型航电武器试飞任务中,机翼变形测量是航电武器系统试飞不可缺少的重大试验项目。机翼变形量直接影响机载武器命中精度,必须测量出各种飞行状态下机载武器挂飞过程中的三维运动姿态参数,以便确定因机翼变形引起的对准误差。

? ? 外挂物投放

? ? 飞机的外挂物投放过程运动参数测试分析是科研试飞领域中经常遇到的课题之一。通过实际投放试验,现场摄影测试,可以直观地复现各机构的工作情况,测量出主辅接头在抛放分离过程中的运动参数和挂架回转运动参数。

? ? 阻力伞性能测试

? ? 阻力伞安装在机身尾部的放置槽内,飞机着陆过程中,阻力伞产生的巨大阻力可以大大缩短飞机着陆滑跑距离,从而保证在应急情况下飞机不会冲出跑道,其工作可靠性直接影响着飞行安全。通过飞机地面滑行放伞试验和着陆放伞试验,测定阻力伞在稳定工作时的垂直、水平摆角,从而判定阻力伞在规定工作条件下的轻度和工作性能。

? ? 摄影测量技术将运动过程记录在二维影像上,为课题与试飞监控指挥人员提供直观的影像信息,同时通过图像处理、特征识别、摄影测量计算,获取运动目标的位置、姿态与速度等测量信息。但受目标识别技术的限制,目前还未真正实现目标的实时自动化测量,大部分处在事后数据处理阶段,且需要较多的人工干预,不能满足试飞任务密集、强度大等新形势下测试科目对测量数据的实时或准实时性需求。因此,研究适合航空飞行测试影像的自动化处理技术对提升影像测量自动化程度、处理效率,进而实现实时目标视频图像测量具有重要意义。

? ? 《中国测试》最新一期的文章《基于空间拓扑关系的目标自动跟踪与位姿测量技术》(点击阅读)针对试飞光电测试中目标运动轨迹姿态自动化测量的问题,提出一种基于空间拓扑关系的目标自动识别跟踪与位姿参数同步测量技术。

? ? 首先通过对被测目标表面的圆形标志点密集布设、目标运动过程的图像高速采集、圆形标志点不同视角下的自动精确提取,实现目标的自动检测;之后基于多点空间拓扑关系进行同名像对的匹配,并结合双摄像机的标定参数进行前方交会测量,实现目标表面标志点的三维重建;再采用基于多点空间拓扑约束、点距判定以及坐标旋转平移变换算法的点云块配准方法,实现目标自动跟踪与运动过程的轨迹姿态参数测量。

? ? 试验证明,该方法切实可行,可获得亚毫米级的定位精度和优于0.11°的定姿精度,且能够全自动处理,从而大大提升试飞测试中影像测量的数据处理效率,同时为飞行影像数据自动化、实时化处理提供了一种有效技术手段。


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