基于自适应增强的直升机桨叶变形快速测量

中国飞行试验研究院

中国飞行试验研究院是我国唯一经国家授权的军民用飞机、航空发动机、机载设备等航空产品国家级鉴定试飞机构,是国家级的飞行试验技术研究机构。

螺旋桨和桨叶在工作状态下的形状及其变形量,常规变形测量方法是加装应变计和加速度计来测量某一特定位置叶片的应变和加速度,然而通过加装应变计和加速度计方法测量往往导致加装位置物理特性改变,加装周期很长,测量完成后不能再利用等问题凸显。国际上,美国NASA 兰利研究中心的Burne AW利用机器视觉和图像检测识别技术研究飞行器变形测量,在其埃姆斯研究中心(Ames Research Center)进行了模型变形测量方法研究,同时在2008年在NTF风洞中实现了DLR-F6运输机的机翼变形精确测量。2016年德国航空航天中心(DLR)基于图像相关技术实现了螺旋桨桨叶的变形测量。目前国内针对直升机旋翼桨叶变形量测量研究应用较少。

针对直升机旋翼桨叶变形快速测量难度大问题,设计并研制了一套旋转立体相机系统用于螺旋桨变形测量,系统一体化设计,GPS独立授时,多相机机器视觉组网实时测量桨叶变形量,具有速度快、便携式特点。该方法在飞机上的改装工作很少,只需要喷涂标记点即可,比传统的应变片方便快捷高效。


该方法的理论研究及验证将打破该领域的国外技术垄断。该方法采用自适应增强检测定位及识别技术,与德国航空航天中心(DLR)基于图像相关技术实现了螺旋桨桨叶的变形测量方法相比,测量精度2.6db,同时计算速度上更具有优势。该方法针对桨叶结冰状态时的变形测量,引入自适应加热除冰技术,能有效对加热玻璃除雾除冰。采用二维小波除雾算法提升图像信噪比,引入H.265算法对高分辨率测量视频压缩,压缩比最高可达102:1。

该技术及产品的社会效益及经济效益良好,将逐步投产并将市场化。


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