[發明專利]一種用于飛機蒙皮對縫測量的線激光標定方法

在審

• 申請號: 202010891686.3
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112229420A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李瀧杲;黃翔;李根;魯小翔;褚文敏;周蒯;李航宇;樓佩煌;錢曉明
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京航空航天大學蘇州研究院
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C15/00;G06T7/80
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 康進廣

本發明公開了一種用于飛機蒙皮對縫測量的線激光標定方法，涉及視覺測量技術領域；為了解決適用范圍有限問題；具體包括以下步驟：基于EPNP算法解算標定靶標與相機之間的位姿轉換關系；基于線面相交的原理，解算位姿圖像中光條骨架在相機坐標系中的空間坐標；使用RANSAC算法過濾光條骨架點中的噪聲點，并對骨架點進行擬合，獲取激光發射器的光平面方程；還包括使用光束法平差對位姿轉換關系進行優化，獲得參考靶標平面在相機坐標系中平面方程；具體包括以下內容。本發明所需的二維標定靶標制造簡單，精度高，維護和現場操作簡單，使用方便，相對于傳統方法易于獲得豐富的標定點，有益于實現傳感器的高精度測量。

技術領域

本發明涉及視覺測量技術領域，尤其涉及一種用于飛機蒙皮對縫測量的線激光標定方法。

背景技術

蒙皮零件是飛機的主要零件之一，其主要作用是保持飛機的氣動外形及傳遞局部氣動力；在飛機裝配過程中蒙皮上存在著大量的對縫特征，對縫的裝配質量超過設計容限會對飛機的飛行性能，隱身性能造成嚴重的影響。傳統對縫測量方法是利用塞尺，專用量具以及人工觀測等效率低，精度差，自動化程度低的方法。隨著數字化測量技術的發展，基于結構光的視覺測量技術正逐漸被用于蒙皮的對縫測量。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種用于飛機蒙皮對縫測量的線激光標定方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種用于飛機蒙皮對縫測量的線激光標定方法，包括以下步驟：

S1：基于EPNP算法解算標定靶標與相機之間的位姿轉換關系；

S2：基于線面相交的原理，解算位姿圖像中光條骨架在相機坐標系中的空間坐標；

S3：使用RANSAC算法過濾光條骨架點中的噪聲點，并對骨架點進行擬合，獲取激光發射器的光平面方程。

優選地：所述S1中還包括使用光束法平差對位姿轉換關系進行優化，獲得參考靶標平面在相機坐標系中平面方程。

優選地：所述S1中具體包括以下內容：

S21：選擇標定靶標上四個特征點作為虛擬控制點；

S22：將標定靶標上的所有特征點映射到以虛擬控制點為基點的歐式空間中。

優選地：所述S21中四個特征點為標定靶標世界坐標系的原點和 X/Y/Z軸正方向距離原點單位長度的特征點，虛擬控制點坐標為標定靶標上特征點在世界坐標系下坐標為

優選地：所述世界坐標系到相機坐標系之間的轉化為剛體變換， 虛擬控制點與特征點之間的轉換關系為

優選地：所述S2中還包括利用位姿轉換關系將平面靶標上光條骨架特征點轉換到相機坐標系中，變換標定靶標位姿，獲取屬于同一光平面中的多根光條骨架的空間點集。

優選地：所述S3中具體包括以下內容：

S31：使用空間點集擬合光平面方程；

S32：針對圖像噪聲對光平面方程擬合的影響，使用RANSAC算法優化光平面擬合參數。

優選地：所述S32中優化光平面擬合參數具體包括以下內容：

S41：在當前相機坐標系下，組成初始點集S，對點集S使用特 征值法擬合初始平面方程A_sX_c+B_sY_c+C_sZ_c+D_s＝0；