CN111429565B - 一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统及方法，包括机库，机库的机库门上设有机库采集门框，机库采集门框包括左部边框、右部门框和顶部边框，左部边框上竖直开有升降滑槽A，升降滑槽A中从下至上依次升降滑动安装有若干个左部升降相机；右部门框上竖直开有升降滑槽B，升降滑槽B中从下至上依次升降滑动安装有若干个右部升降相机；顶部边框上横向开有水平滑槽，水平滑槽中从左至右依次滑动安装有若干个顶部滑动相机。本发明通过三维重建系统采集各个相机所拍摄的图像，然后经过几何校正、匹配联合等重建出机身三维实景模型，便于检查人员直接在电脑系统上进行客机机身检查作业，降低了劳动强度，显著提高了检查维护效率。

Description

一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统及方法
技术领域
本发明涉及民航客机机身检查技术领域，尤其涉及一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统及方法。
背景技术
民航客机的机身检查是飞机日常维护工作的重要内容，传统的飞机机身检查，主要是通过人工目视检查，也就是检查人员近距离观察飞机机身各个位置并进行机身破损或变形等内容的检查。由于飞机结构庞大，这就会耗费检查人员较多时间，尤其是机身顶部位置的检查，通常还需要其他机械辅助设备，才能实现检查，这就严重降低了机身的维护检查效率，增加了检查人员的劳动强度，在辅助设备进行机身顶部检查过程还有可能对机身带来意外擦伤/损伤；近年来，随着民航的蓬勃发展以及人工智能技术的广泛应用，传统的人工目视检查方法已经不能满足飞机机身快速检查的要求。故传统的飞机机身检查方法存在检查不方便、工作量大、劳动强度大、检测周期长等技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统及方法，可以通过三维重建系统采集各个相机所拍摄的图像，然后经过几何校正、匹配联合等重建出机身三维实景模型，便于检查人员直接在电脑系统上进行客机机身检查作业，降低了劳动强度，显著提高了检查维护效率；还可以通过电脑系统对划分的检查区域进行对应问题标记，以便建立起对应机型的客机随着时间推移、检查次数下的机身检查数据库，可以方便检查人员后期进行重点检查以及客机质量反馈等。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，包括机库，所述机库的机库门上设有机库采集门框，所述机库采集门框包括左部边框、右部门框和顶部边框，所述左部边框上竖直开有升降滑槽A，所述升降滑槽A中从下至上依次升降滑动安装有若干个左部升降相机；所述右部门框上竖直开有升降滑槽B，所述升降滑槽B中从下至上依次升降滑动安装有若干个右部升降相机；所述顶部边框上横向开有水平滑槽，所述水平滑槽中从左至右依次滑动安装有若干个顶部滑动相机。
为了更好地实现本发明，所述升降滑槽A中从下至上依次升降滑动安装有左部升降相机A和左部升降相机B，所述左部升降相机A设有升降滑块A，左部升降相机A的升降滑块A滑动配合安装于升降滑槽A中，所述左部升降相机A 上下两侧分别固定有定位锁A，所述左部升降相机A的摄影镜头A的摄像方向为水平朝右；所述左部升降相机B通过升降支架A滑动配合安装于升降滑槽A中，左部升降相机B底部可旋转安装于升降支架A上并通过锁紧旋钮A定位锁定。
进一步的技术方案是：所述升降滑槽B中从下至上依次升降滑动安装有右部升降相机A和右部升降相机B，所述右部升降相机A设有升降滑块B，右部升降相机A的升降滑块B滑动配合安装于升降滑槽B中，所述右部升降相机A上下两侧分别固定有定位锁B，所述右部升降相机A的摄影镜头B的摄像方向为水平朝左；所述右部升降相机B通过升降支架B滑动配合安装于升降滑槽B中，右部升降相机B底部可旋转安装于升降支架B上并通过锁紧旋钮B定位锁定。
再进一步的技术方案是：所述水平滑槽中从左至右依次滑动安装有顶部滑动相机A和顶部滑动相机B，顶部滑动相机A通过滑动支架A滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机A底部可旋转安装于滑动支架A上并通过锁紧旋钮C 定位锁定；所述顶部滑动相机B通过滑动支架B滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机B底部可旋转安装于滑动支架B并通过锁紧旋钮D定位锁定。
更进一步的技术方案是：所述左部升降相机A与右部升降相机A之间的连线为客机机身底部线，所述客机机身底部线的中心为客机机身底部中心，所述左部升降相机B的摄影镜头C的摄像方向为摄影镜头C中心与客机机身底部中心的连线L1，连线L1与客机机身底部线之间的夹角为R1；所述顶部滑动相机A 的摄影镜头D的摄像方向为摄影镜头D中心与客机机身底部中心的连线L2，连线L2与连线L1之间的夹角为R2；所述顶部滑动相机B的摄影镜头E的摄像方向为摄影镜头E中心与客机机身底部中心的连线L3，连线L3与连线L2之间的夹角为R3；所述右部升降相机B的摄影镜头F的摄像方向为摄影镜头F中心与客机机身底部中心的连线L4，连线L4与连线L3之间的夹角为R4，连线L4与客机机身底部线之间的夹角为R5；所述夹角R1、夹角R2、夹角R3、夹角R4、夹角R5均相等。
本发明可以实现客机机身表面的三维模型重建，其技术方案如下：本发明还包括三维重建系统，所述三维重建系统包括输入模块、摄像相机控制模块、飞机机身图像采集模块、图像几何校正模块、图像匹配联合模块和机身表面数字模型生成模块，所述输入模块用于输入数据，所述摄像相机控制模块分别与左部升降相机A、左部升降相机B、右部升降相机A、右部升降相机B、顶部滑动相机A、顶部滑动相机B连接，所述摄像相机控制模块用于控制各个相机开关；所述飞机机身图像采集模块分别与左部升降相机A、左部升降相机B、右部升降相机A、右部升降相机B、顶部滑动相机A、顶部滑动相机B连接，所述飞机机身图像采集模块用于接收并采集各个相机的拍摄图像；所述图像几何校正模块用于将各个相机的拍摄图像进行几何校正，所述图像匹配联合模块用于将图像几何校正模块校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理，所述机身表面数字模型生成模块用于利用图像匹配联合模块处理后的图像生成机身表面三维模型。
为了便于建立起客机检查的检查数据库(比如意外擦伤/损伤数据库)，本发明还包括检查数据库系统，所述检查数据库系统与三维重建系统连接，所述检查数据库系统包括表面数字模型区域划分模块和检查标记模块，所述表面数字模型区域划分模块用于对三维重建系统所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，所述检查标记模块用于对表面数字模型区域划分模块所划分的检查区域进行标记。
作为优选，所述机库采集门框还包括底部边框，所述机库采集门框由左部边框、右部门框、顶部边框、底部边框连接构成一个长方形门框，所述左部升降相机A与右部升降相机A之间的连线与底部边框平行。
为了便于在照明条件不足情况时保证各个相机的摄像质量，所述机库采集门框上均匀设有若干个补光灯。
一种民航客机机身表面三维数据采集管理方法，其方法如下：
A、根据客机机型调整好左部升降相机A、左部升降相机B、右部升降相机A、右部升降相机B、顶部滑动相机A、顶部滑动相机B的位置，然后分别调整左部升降相机B的摄像方向、顶部滑动相机A的摄像方向、顶部滑动相机B的摄像方向、右部升降相机B的摄像方向；在待检查客机的头部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的头部的高度方向粘贴好高度辅助参考线，在待检查客机的机身两侧分别粘贴好长度辅助参考线和高度辅助参考线，在待检查客机的尾部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的尾部的高度方向粘贴好高度辅助参考线；
B、通过输入模块输入待检查客机的客机机型及客机信息，根据照明情况选择打开补光灯，通过摄像相机控制模块控制左部升降相机A、左部升降相机B、右部升降相机A、右部升降相机B、顶部滑动相机A、顶部滑动相机B同步打开；将待检查客机从机库外部经过机库采集门框并匀速推入到机库内部，直到待检查客机的头部及尾部全部经过机库采集门框；左部升降相机A、左部升降相机B、右部升降相机A、右部升降相机B、顶部滑动相机A、顶部滑动相机B分别对待检查客机进行依次重叠拍摄图像并将拍摄图像传输至飞机机身图像采集模块中，飞机机身图像采集模块接收并采集各个相机的拍摄图像并传输至图像几何校正模块；图像几何校正模块将各个相机的拍摄图像进行几何校正并将校正后的图像传输至图像匹配联合模块；图像匹配联合模块将校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理并传输至机身表面数字模型生成模块；机身表面数字模型生成模块利用图像匹配联合模块处理后的图像生成机身表面三维模型；
C、三维重建系统将所生成的机身表面三维模型传输至检查数据库系统，表面数字模型区域划分模块对三维重建系统所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，检查标记模块对表面数字模型区域划分模块所划分的检查区域进行标记。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明通过三维重建系统采集各个相机所拍摄的图像，然后经过几何校正、匹配联合等重建出机身三维实景模型，便于检查人员直接在电脑系统上进行客机机身检查作业，降低了劳动强度，显著提高了检查维护效率。
(2)本发明可以通过电脑系统对划分的检查区域进行对应问题标记，以便建立起对应机型的客机随着时间推移、检查次数下的机身检查数据库，可以方便检查人员后期进行重点检查以及客机质量反馈等。
(3)本发明可以升降、滑动、旋转等方式调节各个相机，以实现各个相机以最适应客机机型的最佳拍摄角度，可以实现客机机身的高质量、高效率、全面图像覆盖采集，为后续机身实景三维重建建模提供了资料准备。
(4)本发明可以控制待检查客机的推入速度以及各个相机的拍摄频率，并保证每个相机前后两张拍摄图像重叠度控制在75％左右，同时保证机身上下两个相邻相机所拍摄的拍摄图像重叠度控制在50％左右。
(5)本发明在机库门位置处设置有机库采集门框，机库采集门框上设置有多个摄像相机，在客机推入机库过程中，所有摄像相机分别依次拍摄并采集客机机身的高清图像数据，供检查人员进行检查作业，提高了检查维护效率，降低了劳动强度。
附图说明
图1为本发明民航客机机身表面三维数据采集系统的结构示意图；
图2为图1中机库采集门框布置摄像相机的结构示意图；
图3为本发明的原理结构框图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－机库,2－机库采集门框，21－左部边框,211－升降滑槽A,22－右部门框,221－升降滑槽B,23－顶部边框,24－底部边框,3－左部升降相机A,31－定位锁A,4－右部升降相机A,41－定位锁B，5－左部升降相机B，51－升降支架 A,6－顶部滑动相机A,61－滑动支架A,7－顶部滑动相机B,71－滑动支架B,8－右部升降相机B，81－升降支架B，9－客机机身底部中心，10－三维重建系统， 101－输入模块,102－摄像相机控制模块,103－飞机机身图像采集模块,104－图像几何校正模块,105－图像匹配联合模块，105机身表面数字模型生成模块,11－检查数据库系统,111－表面数字模型区域划分模块,112－检查标记模块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例一
如图1～图3所示，一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，包括机库1，机库1的机库门上设有机库采集门框2，机库采集门框2包括左部边框21、右部门框22和顶部边框23，左部边框21上竖直开有升降滑槽A211，如图1、图2所示，本实施例的升降滑槽A211中从下至上依次升降滑动安装有左部升降相机A3和左部升降相机B5，左部升降相机A3设有升降滑块A，左部升降相机 A3的升降滑块A滑动配合安装于升降滑槽A211中，左部升降相机A3上下两侧分别固定有定位锁A31，左部升降相机A3的摄影镜头A的摄像方向为水平朝右。左部升降相机B5通过升降支架A51滑动配合安装于升降滑槽A211中，左部升降相机B5底部可旋转安装于升降支架A51上并通过锁紧旋钮A定位锁定。
右部门框22上竖直开有升降滑槽B221，如图1、图2所示，本实施例的升降滑槽B221中从下至上依次升降滑动安装有右部升降相机A4和右部升降相机 B8，右部升降相机A4设有升降滑块B，右部升降相机A4的升降滑块B滑动配合安装于升降滑槽B221中，右部升降相机A4上下两侧分别固定有定位锁B41，右部升降相机A4的摄影镜头B的摄像方向为水平朝左。右部升降相机B8通过升降支架B81滑动配合安装于升降滑槽B221中，右部升降相机B8底部可旋转安装于升降支架B81上并通过锁紧旋钮B定位锁定。
顶部边框23上横向开有水平滑槽，如图1、图2所示，本实施例的水平滑槽中从左至右依次滑动安装有顶部滑动相机A6和顶部滑动相机B7，顶部滑动相机A6通过滑动支架A61滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机A6底部可旋转安装于滑动支架A61上并通过锁紧旋钮C定位锁定。顶部滑动相机B7通过滑动支架B71滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机B7底部可旋转安装于滑动支架B71并通过锁紧旋钮D定位锁定。
如图2所示，左部升降相机A3与右部升降相机A4之间的连线为客机机身底部线，客机有波音公司生产的波音飞机(波音飞机又有多种机型)，也有空客公司生产的空客飞机(空客飞机又有多种机型)，为了使得本发明能够适用于不同飞机机型的机身检查，方便各个摄像相机能够以最佳角度来实现飞机机身图像采集，使用时，在左部边框21上升降调节左部升降相机A3的摄像高度，在右部门框22上升降调节右部升降相机A4的摄像高度，使得左部升降相机A3与右部升降相机A4之间的连线为客机机身底部线；同时调节各个可调摄像相机的摄像方向，具体如下：设定客机机身底部线的中心为客机机身底部中心9，如图2所示，升降及旋转调节左部升降相机B5，让左部升降相机B5的摄影镜头C的摄像方向为摄影镜头C中心与客机机身底部中心9的连线L1，连线L1与客机机身底部线之间的夹角为R1。水平滑动及旋转调节顶部滑动相机 A6，让顶部滑动相机A6的摄影镜头D的摄像方向为摄影镜头D中心与客机机身底部中心9的连线L2，连线L2与连线L1之间的夹角为R2。水平滑动及旋转调节顶部滑动相机B7，让顶部滑动相机B7的摄影镜头E的摄像方向为摄影镜头E 中心与客机机身底部中心9的连线L3，连线L3与连线L2之间的夹角为R3。升降及旋转调节右部升降相机B8，让右部升降相机B8的摄影镜头F的摄像方向为摄影镜头F中心与客机机身底部中心9的连线L4，连线L4与连线L3之间的夹角为R4，连线L4与客机机身底部线之间的夹角为R5。本实施例给定一个优选的六个摄像相机(包括左部升降相机A3、左部升降相机B5、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7、右部升降相机B8、右部升降相机A4)最佳摄像位置参数，其参数如下：夹角R1、夹角R2、夹角R3、夹角R4、夹角R5均相等，即均为36 度。
本实施例还包括三维重建系统10，三维重建系统10包括输入模块101、摄像相机控制模块102、飞机机身图像采集模块103、图像几何校正模块104、图像匹配联合模块105和机身表面数字模型生成模块106，输入模块101用于输入数据，摄像相机控制模块102分别与左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7连接，摄像相机控制模块102用于控制各个相机开关。飞机机身图像采集模块103分别与左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7连接，飞机机身图像采集模块103用于接收并采集各个相机的拍摄图像。图像几何校正模块104用于将各个相机的拍摄图像进行几何校正，图像匹配联合模块105用于将图像几何校正模块104校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理，机身表面数字模型生成模块106用于利用图像匹配联合模块105处理后的图像生成机身表面三维模型。
一种民航客机机身表面三维数据采集管理方法，其方法如下：
A、根据客机机型调整好左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7的位置，然后分别调整左部升降相机B5的摄像方向、顶部滑动相机A6的摄像方向、顶部滑动相机B7的摄像方向、右部升降相机B8的摄像方向。在待检查客机的头部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的头部的高度方向粘贴好高度辅助参考线，在待检查客机的机身两侧分别粘贴好长度辅助参考线和高度辅助参考线，在待检查客机的尾部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的尾部的高度方向粘贴好高度辅助参考线。
B、通过输入模块101输入待检查客机的客机机型及客机信息，根据照明情况选择打开补光灯，通过摄像相机控制模块102控制左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7同步打开。将待检查客机从机库1外部经过机库采集门框2并匀速推入到机库1内部，直到待检查客机的头部及尾部全部经过机库采集门框2。左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7分别对待检查客机进行依次重叠拍摄图像并将拍摄图像传输至飞机机身图像采集模块103中，本实施例需控制待检查客机的推入速度以及各个相机的拍摄频率，并保证每个相机前后两张拍摄图像重叠度控制在 75％左右(优选重叠度在75％，其重叠度可以在70％～80％范围内)，同时保证机身上下两个相邻相机所拍摄的拍摄图像重叠度控制在50％左右(优选重叠度在 50％，其重叠度可以在45％～67％范围内)。飞机机身图像采集模块103接收并采集各个相机的拍摄图像并传输至图像几何校正模块104。图像几何校正模块104 将各个相机的拍摄图像进行几何校正并将校正后的图像传输至图像匹配联合模块105。图像匹配联合模块105将校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理并传输至机身表面数字模型生成模块106。机身表面数字模型生成模块106利用图像匹配联合模块105处理后的图像生成机身表面三维模型，客机检查人员在三维重建系统10(三维重建系统10可以安装于计算机上)中查看三维重建系统 10所三维重建的机身表面三维模型，然后对机身表面三维模型进行机身表面检查，其检查效果与传统目视检查方法相同，但降低了检查人员的劳动强度，显著提高了检查维护效率及质量。
实施例二
如图1～图3所示，一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，包括机库1，机库1的机库门上设有机库采集门框2，机库采集门框2包括左部边框21、右部门框22和顶部边框23，左部边框21上竖直开有升降滑槽A211，如图1、图2所示，本实施例的升降滑槽A211中从下至上依次升降滑动安装有左部升降相机A3和左部升降相机B5，左部升降相机A3设有升降滑块A，左部升降相机 A3的升降滑块A滑动配合安装于升降滑槽A211中，左部升降相机A3上下两侧分别固定有定位锁A31，左部升降相机A3的摄影镜头A的摄像方向为水平朝右。左部升降相机B5通过升降支架A51滑动配合安装于升降滑槽A211中，左部升降相机B5底部可旋转安装于升降支架A51上并通过锁紧旋钮A定位锁定。
右部门框22上竖直开有升降滑槽B221，如图1、图2所示，本实施例的升降滑槽B221中从下至上依次升降滑动安装有右部升降相机A4和右部升降相机 B8，右部升降相机A4设有升降滑块B，右部升降相机A4的升降滑块B滑动配合安装于升降滑槽B221中，右部升降相机A4上下两侧分别固定有定位锁B41，右部升降相机A4的摄影镜头B的摄像方向为水平朝左。右部升降相机B8通过升降支架B81滑动配合安装于升降滑槽B221中，右部升降相机B8底部可旋转安装于升降支架B81上并通过锁紧旋钮B定位锁定。
顶部边框23上横向开有水平滑槽，如图1、图2所示，本实施例的水平滑槽中从左至右依次滑动安装有顶部滑动相机A6和顶部滑动相机B7，顶部滑动相机A6通过滑动支架A61滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机A6底部可旋转安装于滑动支架A61上并通过锁紧旋钮C定位锁定。顶部滑动相机B7通过滑动支架B71滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机B7底部可旋转安装于滑动支架B71并通过锁紧旋钮D定位锁定。
如图2所示，机库采集门框2还包括底部边框24，机库采集门框2由左部边框21、右部门框22、顶部边框23、底部边框24连接构成一个长方形门框，左部升降相机A3与右部升降相机A4之间的连线与底部边框24平行。机库采集门框2上均匀设有若干个补光灯，如果需要补光，则打开各个补光灯。左部升降相机A3与右部升降相机A4之间的连线为客机机身底部线，客机有波音公司生产的波音飞机(波音飞机又有多种机型)，也有空客公司生产的空客飞机(空客飞机又有多种机型)，为了使得本发明能够适用于不同飞机机型的机身检查，方便各个摄像相机能够以最佳角度来实现飞机机身图像采集，使用时，在左部边框21上升降调节左部升降相机A3的摄像高度，在右部门框22上升降调节右部升降相机A4的摄像高度，使得左部升降相机A3与右部升降相机A4之间的连线为客机机身底部线；同时调节各个可调摄像相机的摄像方向，具体如下：设定客机机身底部线的中心为客机机身底部中心9，如图2所示，升降及旋转调节左部升降相机B5，让左部升降相机B5的摄影镜头C的摄像方向为摄影镜头C中心与客机机身底部中心9的连线L1，连线L1与客机机身底部线之间的夹角为R1。水平滑动及旋转调节顶部滑动相机A6，让顶部滑动相机A6的摄影镜头D的摄像方向为摄影镜头D中心与客机机身底部中心9的连线L2，连线L2与连线L1之间的夹角为R2。水平滑动及旋转调节顶部滑动相机B7，让顶部滑动相机B7的摄影镜头E的摄像方向为摄影镜头E中心与客机机身底部中心9的连线L3，连线L3与连线L2之间的夹角为R3。升降及旋转调节右部升降相机B8，让右部升降相机B8的摄影镜头F的摄像方向为摄影镜头F中心与客机机身底部中心9的连线L4，连线L4与连线L3之间的夹角为R4，连线L4与客机机身底部线之间的夹角为R5。本实施例给定一个优选的六个摄像相机(包括左部升降相机A3、左部升降相机B5、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7、右部升降相机B8、右部升降相机A4)最佳摄像位置参数，其参数如下：夹角R1、夹角R2、夹角R3、夹角R4、夹角R5均相等，即均为36度。
本实施例还包括三维重建系统10，三维重建系统10包括输入模块101、摄像相机控制模块102、飞机机身图像采集模块103、图像几何校正模块104、图像匹配联合模块105和机身表面数字模型生成模块106，输入模块101用于输入数据，摄像相机控制模块102分别与左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7连接，摄像相机控制模块102用于控制各个相机开关。飞机机身图像采集模块103分别与左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7连接，飞机机身图像采集模块103用于接收并采集各个相机的拍摄图像。图像几何校正模块104用于将各个相机的拍摄图像进行几何校正，图像匹配联合模块105用于将图像几何校正模块104校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理，机身表面数字模型生成模块106用于利用图像匹配联合模块105处理后的图像生成机身表面三维模型。
如图3所示，本实施例还包括检查数据库系统11，检查数据库系统11与三维重建系统10连接，检查数据库系统11包括表面数字模型区域划分模块111 和检查标记模块112，表面数字模型区域划分模块111用于对三维重建系统10 所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，检查标记模块112用于对表面数字模型区域划分模块111所划分的检查区域进行标记。
一种民航客机机身表面三维数据采集管理方法，其方法如下：
A、根据客机机型调整好左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7的位置，然后分别调整左部升降相机B5的摄像方向、顶部滑动相机A6的摄像方向、顶部滑动相机B7的摄像方向、右部升降相机B8的摄像方向。在待检查客机的头部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的头部的高度方向粘贴好高度辅助参考线，在待检查客机的机身两侧分别粘贴好长度辅助参考线和高度辅助参考线，在待检查客机的尾部的宽度方向粘贴好宽度辅助参考线，在待检查客机的尾部的高度方向粘贴好高度辅助参考线。
B、通过输入模块101输入待检查客机的客机机型及客机信息，根据照明情况选择打开补光灯，通过摄像相机控制模块102控制左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7同步打开。将待检查客机从机库1外部经过机库采集门框2并匀速推入到机库1内部，直到待检查客机的头部及尾部全部经过机库采集门框2。左部升降相机A3、左部升降相机B5、右部升降相机A4、右部升降相机B8、顶部滑动相机A6、顶部滑动相机B7分别对待检查客机进行依次重叠拍摄图像并将拍摄图像传输至飞机机身图像采集模块103中，本实施例需控制待检查客机的推入速度以及各个相机的拍摄频率，并保证每个相机前后两张拍摄图像重叠度控制在 75％左右(优选重叠度在75％，其重叠度可以在70％～80％范围内)，同时保证机身上下两个相邻相机所拍摄的拍摄图像重叠度控制在50％左右(优选重叠度在 50％，其重叠度可以在45％～67％范围内)。飞机机身图像采集模块103接收并采集各个相机的拍摄图像并传输至图像几何校正模块104。图像几何校正模块104 将各个相机的拍摄图像进行几何校正并将校正后的图像传输至图像匹配联合模块105。图像匹配联合模块105将校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理并传输至机身表面数字模型生成模块106。机身表面数字模型生成模块106利用图像匹配联合模块105处理后的图像生成机身表面三维模型，客机检查人员在三维重建系统10(三维重建系统10可以安装于计算机上)中查看三维重建系统 10所三维重建的机身表面三维模型，实现了进行机身图像重组及机身三维计算机建模，然后对机身表面三维模型进行机身表面检查，其检查效果与传统目视检查方法相同，但降低了检查人员的劳动强度，显著提高了检查维护效率及质量，可以辅助检查人员进行快捷、高效的机身检查。
C、三维重建系统10将所生成的机身表面三维模型传输至检查数据库系统 11(本实施例的三维重建系统10、检查数据库系统11可以均安装于计算机上)，表面数字模型区域划分模块111对三维重建系统10所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，检查标记模块112对表面数字模型区域划分模块111所划分的检查区域进行标记，当检查人员进行机身表面检查时，检查出所划分的检查区域有意外擦伤/损伤等问题时，可以在该检查区域进行对应问题标记，以便建立起对应机型的客机随着时间推移、检查次数下的机身检查数据库，可以方便检查人员后期进行重点检查以及客机质量反馈等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，包括机库(1)，所述机库(1)的机库门上设有机库采集门框(2)，所述机库采集门框(2)包括左部边框(21)、右部门框(22)和顶部边框(23)，其特征在于：还包括三维重建系统(10)，所述左部边框(21)上竖直开有升降滑槽A(211)，所述升降滑槽A(211)中从下至上依次升降滑动安装有若干个左部升降相机；所述右部门框(22)上竖直开有升降滑槽B(221)，所述升降滑槽B(221)中从下至上依次升降滑动安装有若干个右部升降相机；所述顶部边框(23)上横向开有水平滑槽，所述水平滑槽中从左至右依次滑动安装有若干个顶部滑动相机；所述左部升降相机A(3)与右部升降相机A(4)之间的连线为客机机身底部线，所述客机机身底部线的中心为客机机身底部中心(9)，所述左部升降相机B(5)的摄影镜头C的摄像方向为摄影镜头C中心与客机机身底部中心(9)的连线L1，连线L1与客机机身底部线之间的夹角为R1；所述顶部滑动相机A(6)的摄影镜头D的摄像方向为摄影镜头D中心与客机机身底部中心(9)的连线L2，连线L2与连线L1之间的夹角为R2；所述顶部滑动相机B(7)的摄影镜头E的摄像方向为摄影镜头E中心与客机机身底部中心(9)的连线L3，连线L3与连线L2之间的夹角为R3；所述右部升降相机B(8)的摄影镜头F的摄像方向为摄影镜头F中心与客机机身底部中心(9)的连线L4，连线L4与连线L3之间的夹角为R4，连线L4与客机机身底部线之间的夹角为R5；所述夹角R1、夹角R2、夹角R3、夹角R4、夹角R5均相等；所述三维重建系统(10)包括输入模块(101)、摄像相机控制模块(102)、飞机机身图像采集模块(103)、图像几何校正模块(104)、图像匹配联合模块(105)和机身表面数字模型生成模块(106)，所述输入模块(101)用于输入数据，所述摄像相机控制模块(102)分别与左部升降相机A(3)、左部升降相机B(5)、右部升降相机A(4)、右部升降相机B(8)、顶部滑动相机A(6)、顶部滑动相机B(7)连接，所述摄像相机控制模块(102)用于控制各个相机开关；所述飞机机身图像采集模块(103)分别与左部升降相机A(3)、左部升降相机B(5)、右部升降相机A(4)、右部升降相机B(8)、顶部滑动相机A(6)、顶部滑动相机B(7)连接，所述飞机机身图像采集模块(103)用于接收并采集各个相机的拍摄图像；所述图像几何校正模块(104)用于将各个相机的拍摄图像进行几何校正，所述图像匹配联合模块(105)用于将图像几何校正模块(104)校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理，所述机身表面数字模型生成模块(106)用于利用图像匹配联合模块(105)处理后的图像生成机身表面三维模型。
2.按照权利要求1所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：所述升降滑槽A(211)中从下至上依次升降滑动安装有左部升降相机A(3)和左部升降相机B(5)，所述左部升降相机A(3)设有升降滑块A，左部升降相机A(3)的升降滑块A滑动配合安装于升降滑槽A(211)中，所述左部升降相机A(3)上下两侧分别固定有定位锁A(31)，所述左部升降相机A(3)的摄影镜头A的摄像方向为水平朝右；所述左部升降相机B(5)通过升降支架A(51)滑动配合安装于升降滑槽A(211)中，左部升降相机B(5)底部可旋转安装于升降支架A(51)上并通过锁紧旋钮A定位锁定。
3.按照权利要求2所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：所述升降滑槽B(221)中从下至上依次升降滑动安装有右部升降相机A(4)和右部升降相机B(8)，所述右部升降相机A(4)设有升降滑块B，右部升降相机A(4)的升降滑块B滑动配合安装于升降滑槽B(221)中，所述右部升降相机A(4)上下两侧分别固定有定位锁B(41)，所述右部升降相机A(4)的摄影镜头B的摄像方向为水平朝左；所述右部升降相机B(8)通过升降支架B(81)滑动配合安装于升降滑槽B(221)中，右部升降相机B(8)底部可旋转安装于升降支架B(81)上并通过锁紧旋钮B定位锁定。
4.按照权利要求3所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：所述水平滑槽中从左至右依次滑动安装有顶部滑动相机A(6)和顶部滑动相机B(7)，顶部滑动相机A(6)通过滑动支架A(61)滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机A(6)底部可旋转安装于滑动支架A(61)上并通过锁紧旋钮C定位锁定；所述顶部滑动相机B(7)通过滑动支架B(71)滑动配合安装于水平滑槽中，顶部滑动相机B(7)底部可旋转安装于滑动支架B(71)并通过锁紧旋钮D定位锁定。
5.按照权利要求1所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：还包括检查数据库系统(11)，所述检查数据库系统(11)与三维重建系统(10)连接，所述检查数据库系统(11)包括表面数字模型区域划分模块(111)和检查标记模块(112)，所述表面数字模型区域划分模块(111)用于对三维重建系统(10)所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，所述检查标记模块(112)用于对表面数字模型区域划分模块(111)所划分的检查区域进行标记。
6.按照权利要求3所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：所述机库采集门框(2)还包括底部边框(24)，所述机库采集门框(2)由左部边框(21)、右部门框(22)、顶部边框(23)、底部边框(24)连接构成一个长方形门框，所述左部升降相机A(3)与右部升降相机A(4)之间的连线与底部边框(24)平行。
7.按照权利要求1所述的一种民航客机机身表面三维数据采集管理系统，其特征在于：所述机库采集门框(2)上均匀设有若干个补光灯。
8.一种民航客机机身表面三维数据采集管理方法，其特征在于：其方法如下：
A、根据客机机型调整好左部升降相机A(3)、左部升降相机B(5)、右部升降相机A(4)、右部升降相机B(8)、顶部滑动相机A(6)、顶部滑动相机B(7)的位置，然后分别调整左部升降相机B(5)的摄像方向、顶部滑动相机A(6)的摄像方向、顶部滑动相机B(7)的摄像方向、右部升降相机B(8)的摄像方向；
B、通过输入模块(101)输入待检查客机的客机机型及客机信息，根据照明情况选择打开补光灯，通过摄像相机控制模块(102)控制左部升降相机A(3)、左部升降相机B(5)、右部升降相机A(4)、右部升降相机B(8)、顶部滑动相机A(6)、顶部滑动相机B(7)同步打开；将待检查客机从机库(1)外部经过机库采集门框(2)并匀速推入到机库(1)内部，直到待检查客机的头部及尾部全部经过机库采集门框(2)；左部升降相机A(3)、左部升降相机B(5)、右部升降相机A(4)、右部升降相机B(8)、顶部滑动相机A(6)、顶部滑动相机B(7)分别对待检查客机进行依次重叠拍摄图像并将拍摄图像传输至飞机机身图像采集模块(103)中，飞机机身图像采集模块(103)接收并采集各个相机的拍摄图像并传输至图像几何校正模块(104)；图像几何校正模块(104)将各个相机的拍摄图像进行几何校正并将校正后的图像传输至图像匹配联合模块(105)；图像匹配联合模块(105)将校正后的图像进行依次重叠、匹配联合处理并传输至机身表面数字模型生成模块(106)；机身表面数字模型生成模块(106)利用图像匹配联合模块(105)处理后的图像生成机身表面三维模型；
C、三维重建系统(10)将所生成的机身表面三维模型传输至检查数据库系统(11)，表面数字模型区域划分模块(111)对三维重建系统(10)所生成的机身表面三维模型进行区域划分并划分出若干个检查区域，检查标记模块(112)对表面数字模型区域划分模块(111)所划分的检查区域进行标记。
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