[發明專利]一種基于雙目視覺的飛機局部外形測量方法

有效

• 申請號: 202011461679.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112268548B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 隋少春;朱緒勝;劉蕾;楊林志;陳洪宇
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C11/02;G01B11/00;G06T7/277;G06T7/73;G06T7/80
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹玉

本發明公開了一種基于雙目視覺的飛機局部外形測量方法，使用AGV小車搭載雙目相機，在測量區域對應黏貼反光標志點，且標志點包括靶標點和編碼點，所述編碼點含有編號信息，用于確定周圍靶標點與其對應關系；雙目相機拍攝完圖片后，根據圖片中匹配好的編碼點信息，通過ICP算法完成左右圖像中待測靶標點的匹配，根據雙目視覺原理，計算出各靶標點在相機坐標系下的坐標，并將其變換到相對于AGV小車系統固定的坐標系下，更新校正AGV小車位姿。本發明通過AGV小車搭載雙目相機，對大尺寸范圍下飛機局部外形區域大量靶標點進行精確測量，自動修正AGV小車位姿，具有自動化功能，降低干涉，有助于提高檢測效率。

技術領域

本發明屬于數字化測量的技術領域，具體涉及一種基于雙目視覺的飛機局部外形測量方法。

背景技術

當前航空制造業正不斷向數字化、信息化發展，隨著飛機性能要求的不斷提升，航空產品制造過程中的質量把控越來越重要，傳統的生產模式和測量方法已不足以滿足新形勢下航空產品的生產需求。因此，應用具備測量精度高，測量數據管理便捷，特征涵蓋范圍大等優點的數字化測量技術，優化提升產品質量與性能，是當前航空制造業升級轉型發展的重要內容。

在飛機制造過程中，飛機大型零部件生產與裝配是較為重要的環節之一，傳統生產方法中，常采用測量產品表面大量離散點坐標值的方式，來衡量大型零部件的制造質量。例如，使用激光跟蹤儀對零部件表面進行采樣檢測。在一定范圍內，激光跟蹤儀具有較高精度，但實際使用時，需要對激光跟蹤儀進行建站或轉站等工作，還需要操作人員手持靶球進行測點采集，效率較低。使用一種更為高效，且能夠在較大范圍下精確測量飛機外形的方法，已成為飛機制造環節數字化檢測的迫切需求之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙目視覺的飛機局部外形測量方法，通過AGV小車搭載雙目相機，對大尺寸范圍下飛機局部外形區域大量靶標點進行精確測量，自動修正AGV小車位姿，具有自動化功能，降低干涉，有助于提高檢測效率。

本發明主要通過以下技術方案實現：

一種基于雙目視覺的飛機局部外形測量方法，使用AGV小車搭載雙目相機，在測量區域對應黏貼反光標志點，且標志點包括靶標點和編碼點，所述編碼點含有編號信息，用于確定周圍靶標點與其對應關系；包括以下步驟：

步驟S100：若雙目相機觀測到新的靶標點則進行靶標點初始化；

步驟S200：根據系統控制信號u對系統狀態預測得到AGV小車位姿、靶標點坐標；

步驟S300：采用雙目相機進行實際圖像采集并進行觀測值計算，拍攝得到實際采集的靶標點；

步驟S400：結合步驟S200中的預測的AGV小車位姿、靶標點坐標以及步驟S300中實際采集的靶標點，并基于自適應卡爾曼濾波方法更新AGV小車位姿以及靶標點坐標；

在雙目相機的左、右相機拍攝完左、右圖像后，根據圖片中匹配好的編碼點信息，通過ICP算法完成雙目相機的左、右相機采集的左、右圖像中待測靶標點的匹配，根據雙目視覺原理，計算出各靶標點在相機坐標系下的坐標，并將其變換到相對于AGV小車系統固定的坐標系下，以更新校正AGV小車位姿；

設AGV小車坐標系與左側相機坐標系重合，則在k時刻，AGV小車的運動模型為：

其中：

為控制信號，控制小車的速度和轉向角；

θ表示小車方位角，L為小車軸距，為小車轉向角，dt為時間的微分；

AGV小車的運動按時域劃分，每一次執行控制指令的過程視為一個時刻，k時刻即第k次執行指令的時候；