基于机器视觉的固体发动机摆动喷管空间位姿的实时测量技术

摘要

针对固体发动机摆动喷管在空间多自由度下的摆心、摆角等参数测量问题,提出了一种基于摄影测量+机器视觉的实时测量方案,采用了单目位姿实时测量技术实现了摆动喷管的空间位姿测量。通过在摆动喷管上粘贴人为设计的靶标,使用单目相机对靶标实时成像,再通过二值化、轮廓提取等数字图像处理技术,对靶标进行定位与跟踪,得到靶标的空间运动轨迹。然后,对靶标的运动轨迹进行计算,通过轨迹拟合等数据处理方法,对靶标的运动轨迹进行拟合,利用截面法计算得到摆动喷管运动的瞬时轴线,建立瞬时轴线和摆动喷管摆心、摆角的计算模型,最终实现了摆动喷管空间位姿的测量。通过实验测量得到了摆动喷管摆心位置分布以及摆角大小,验证了方案的可行性与正确性。实验结果表明,该方法在保证测量精度的前提下,有效提高了测量效率和稳定性,并实现了实时测量,在实际工程中具有良好的应用前景。