仪器仪表学报

作者：游滔，熊邦书，朱金浩，欧巧凤

单位：游滔,南昌航空大学图像处理与模式识别江西省重点实验室南昌330063,,熊邦书,南昌航空大学图像处理与模式识别江西省重点实验室南昌330063,xiongbs@126.com,朱金浩,北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191,,欧巧凤,南昌航空大学图像处理与模式识别江西省重点实验室南昌330063,

关键词：桨叶挥舞量;随转视觉;桨毂坐标系;挥舞模式和规律分析;小目标检测

基金：国家自然科学基金(62473187)、国家自然科学基金(62365014)、江西省自然科学基金(20242BAB25120)项目资助

精确测量直升机桨叶挥舞量并分析挥舞模式和规律，对旋翼气动性能评估和结构设计优化具有重要意义。为提高挥舞量视觉测量精度，并为全相位测量提供方案，设计了随转视觉测量系统，提出了相应的挥舞量测量方法，开展了挥舞模式与规律分析。首先，通过光电滑环实现了旋翼端向地面端的万兆级图像数据传输，设计了对称式相机安装支架保证相机与旋翼的整体动平衡，并在旋翼试验台完成不同转速、总距和周期变距下的全相位桨叶图像采集；其次，设计了小目标检测网络模型，克服了复杂光照干扰，实现了微小自发光标记点中心像素坐标的高精度定位，提高了标记点三维坐标的计算精度；再次，建立桨毂坐标系组，即在每个采集相位建立桨毂坐标系，将标记点三维坐标从相机坐标系转换到桨毂坐标系，解算各相位挥舞量，减轻了相机随旋翼旋转导致的坐标系漂移对测量精度的影响；最后，通过三阶多项式拟合分析同一相位挥舞空间模式，并利用复合正弦函数拟合分析旋转周期内的挥舞时域规律，为旋翼系统优化提供支撑。旋翼试验台测试结果表明，1.5m×1.5m视场范围内，挥舞量静态与动态测量误差分别为0.44和0.82mm，挥舞模式和规律模型拟合度良好，均方根误差均<1mm，验证了测量系统与方法的有效性及高精度特征，该系统已应用于旋翼设计试验验证。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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