高速摄像技术在微型旋翼机性能测量中的应用

摘要

提出了一种测量微型旋翼机桨距角及弹性连杆变形角度的新方法-高速摄像法.这种方法可以准确地测得高速旋转物体的角度,拍摄速度可达15 000帧/s.实验需要处理两个角度--桨距角和弹性连杆变形角度.实验中,首先对拍摄部位进行预处理,然后对微型飞行器在高速旋转时的不同状态进行拍摄,包括从正面拍摄桨距角和从侧面拍摄弹性连杆的变形角度,对拍摄到的图片进行筛选、存储并进行图像处理.图像处理部分是用MATLAB软件进行边缘检测,对比了四种不同的检测方法的效果,最后采用Canny算法.用最小二乘法拟和成直线,得到所需的角度;利用采集电路将角度与电压实时地对应起来,得到了电机电压和桨距角及弹性连杆变形角度的八组关系曲线,并对得到角度的精度进行了分析.实验证明这种方法在微型飞行器高速旋转时信号弱、干扰强、其动态特性难以精确测量情况下,可有效测量微型飞行器的变距角度.