[發明專利]起落架落震試驗機輪轉速圖像測量技術

有效

• 申請號: 201010602702.9
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102141573A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 劉群根;萬健平;孫福強
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G01P3/38
• 分類號: G01P3/38;G01M7/08
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及圖像測量技術，用于飛機起落架落震試驗中機輪轉速的測量，特別涉及機輪轉速的圖像測量技術。

背景技術

落震試驗模擬飛機著陸過程，試驗時機輪預轉動，隨起落架從一定高度落下。由于機輪轉動慣性的存在，輪胎觸地瞬間受到地面摩擦力的猛烈沖擊，機輪轉速急劇變化，水平沖擊載荷同時也向上傳遞導致起落架支柱的瞬間彎曲變形。可見機輪是產生水平沖擊載荷的重要因素，測量機輪的瞬態轉速對起落架結構受力分析和結構設計有很重要的意義。

對于機輪轉速的測量，傳統方式存在種種障礙。

1）接觸式傳感器不適于使用，因為機輪輪軸是不轉動的，甚至連剎車盤一起較大體積的結構都是不動的，通過軸來傳動測量機構行不通，通過機輪輪轂來傳動則體積大、結構復雜、安裝困難、不能保證在強烈沖擊下正常工作；

2）光電或磁性感應方式的傳感器幾乎成為必然選擇，例如在中國專利授權公告號為CN?2393822Y，名稱為“起落架落震試驗瞬態轉速測試裝置”的專利所描述的裝置。但通常的感應距離都很小，尤其在高密度光柵和振動環境下距離必須很小才能減少干擾，而機輪運動范圍很大，所以傳感器不得不安裝到機輪上。所使用的光柵轉盤必然要隨機輪一起轉動，因為傳感器感應頭連著線纜不可能隨機輪轉動，由于輪軸甚至剎車盤是不轉動的，這個光柵轉盤結構尺寸將比剎車盤還要大，因而重量大，要保證安全可靠、不破壞機輪結構、適應不同的機輪尺寸、不同的機輪結構，其設計和安裝將面臨很大困難。

發明內容

本發明的目的是，克服現有轉速測量裝置安裝時遇到的種種困難，提供一種安裝簡單、不受機輪尺寸和結構限制、不受機輪運動沖擊影響、有良好動態響應性能的轉速圖像測量技術。

本發明的目的通過以下技術方案實現，起落架落震試驗機輪轉速圖像測量技術，其特征在于，步驟如下：

1）在機輪輪轂一側面設置機輪標記，在輪軸中心設置輪軸標記，

2）安裝高速攝影機，并對準設有標記的機輪面，捕獲機輪運動圖像，

3）在圖像中對步驟1）中所設輪軸標記進行跟蹤定位，以確定輪軸中心的坐標，

4）以輪軸中心坐標為極坐標原點，對機輪輪轂上的機輪標記所處圓環區域作極坐標變換成為平直圖像，

5）在平直圖像中對機輪標記進行配準定位，得到每幀圖像中標記相對前幀標記的偏移量d，

6）用偏移量d除以機輪標記所處半徑即是機輪的一幀角位移，再乘以幀率即得相應幀的瞬時角速度，通過獲得每一幀的瞬時角速度完成落震試驗機輪轉速圖像測量。

所述機輪標記所處圓環區域是指包含所有機輪標記的以輪軸中心為圓心的虛擬圓環形范圍。

本發明的優點是，采用圖像測量技術使起落架落震試驗機輪轉速測量結構簡單，且不受機輪運動沖擊影響、有良好動態響應性能，而且轉速測量可與輪軸位移、輪胎壓縮量測量有效地結合，不增加設備成本。

附圖說明

圖?1是本發明所作的機輪標記和輪軸標記示意圖。

圖?2是本發明的圓環標記區域5極坐標變換后圖像示意圖。

圖?3是本發明的多標記輪軸中心定位示意圖。

圖4?是本發明的高速攝像機與機輪相互位置示意圖。

圖中：?1.機輪輪轂、2.輪軸、3.機輪標記、4.輪軸標記、5.圓環標記區域、6.?A標記、7.B標記、8.C標記。

具體實施方式

現結合附圖和實施例對本發明進一步說明，參見圖1、圖2和圖4，機輪轉速的圖像測量技術，其特征在于，步驟如下：

1）在機輪輪轂1一側面設置機輪標記3，在輪軸2中心設置輪軸標記4，

2）如圖4，安裝高速攝影機，并對準設有標記機輪面，捕獲機輪運動圖像，

3）在圖像中對步驟1）中所設輪軸標記4進行跟蹤定位，以確定輪軸中心的坐標，

4）以輪軸2中心坐標為極坐標原點，對輪轂上的機輪標記3所處圓環標記區域5作極坐標變換成為平直圖像，

5）如圖2，從第2幀開始，用每1幀的平直圖像與前1幀的平直圖像進行配準定位，得到每幀圖像中標記相對前幀標記的偏移量d，

6）用偏移量d除以機輪標記3所處半徑即是機輪在這一幀的角位移，再乘以幀率即得這一幀的瞬時角速度，得到每一幀的瞬時角速度后即完成落震試驗機輪瞬時轉速圖像測量。

所述圓環標記區域是指包含所有機輪標記的虛擬圓環形范圍，依輪轂實際結構，各機輪標記可不在同一個圓周上排列，若機輪標記排列在以輪軸中心為圓心的同一個圓周上，則有利于提高計算效率，也可以將機輪標記做成圓環形整體。但圓環標記區域不限制機輪標記為圓環形，也不限制各機輪標記在同一個圓周上排列。