CN113916445A - 旋翼共锥度的测量方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋翼共锥度的测量方法、系统、装置及存储介质，其中所述方法包括：在桨叶旋转期间，根据方位角生成触发信号，并根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；若在当前拍摄周期内，触发信号的触发顺序和前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的所有照片为一个连续前景图像组，并将触发顺序和照片顺序置零。获取连续前景图像组内前景图像对应的飞行姿态，并根据飞行姿态对前景图像作不同的分析，从而计算得到当前拍摄周期内飞行器不同桨叶的挥舞高度，根据挥舞高度，确定当前拍摄周期内飞行器的旋翼共锥度。本申请实施例有助于减少在不同拍摄周期内由于旋翼转速跳动而导致的测量偏差，以提高旋翼共锥度的测量精度。
Description
技术领域
本申请涉及直升机旋翼监测领域，尤其涉及一种旋翼共锥度的测量方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
旋翼飞行器是飞行器中的一个重要分支，直升机就是一种典型的旋翼飞行器。而作为一个单独的系统，旋翼令直升机变得可控，并为直升机提供推进、负重的功能，因此旋翼是直升机中最关键的部件。
而在直升机的生产和维护中，一个重要的检查项目是直升机的旋翼共锥度，旋翼共锥度是旋翼动平衡测量的一个主要指标，其直接关系到直升机各项性能的优劣。而旋翼共锥度的测量方法主要有红外测量、激光测量或通用轨迹设备测量，但由于共锥度的测量是在旋翼高速旋转的状态下进行的，所以以上测量方法均存在着测量难度大、测量精度差的问题。而随着光电技术、电子技术，特别是图像处理技术的发展，基于图像的旋翼共锥度测量技术具有非接触性、准确度高、易于计算机处理等优点。
但是，由于旋翼共锥度的测量需要在桨叶高速旋转时进行，在当前有限的硬件资源中，相机难以拍摄到完整一圈的桨叶图像，从而影响共锥度测量的准确性。
相机拍摄的桨叶图片容易受树木、建筑物及乌云等背景干扰，相关技术中的背景重构、前/背景分割等技术容易导致桨叶识别错误，从而导致旋翼共锥度测量的测量精度下降。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种旋翼共锥度的测量方法、系统、装置及存储介质，能够有效提高旋翼共锥度的测量精度。
第一方面，本申请实施例提供了一种旋翼共锥度的测量方法，包括：当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；若在当前拍摄周期内，所述触发信号的触发顺序和所述前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零；确定所述前景图像的飞行姿态；根据所述飞行姿态，所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度；根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内所述飞行器的旋翼共锥度；其中，所述连续前景图像组中包括第一数量的所述前景图像；其中，所述拍摄周期为所述触发信号的触发次数达到第一数量所用的时长；其中，所述触发信号由方位角触发；其中，所述第一数量与所述飞行器的桨叶数量相等。
可选地，所述测量方法还包括：若在当前拍摄周期内，所述触发顺序和所述照片顺序不同步，丢弃当前拍摄周期内的所述前景图像，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零。
可选地，所述根据所述飞行姿态和所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度，包括：根据所述飞行姿态确定基础相位；根据所述基础相位确定光学模型；根据所述光学模型和所述连续前景图像组，确定所述挥舞高度。
可选地，所述根据所述飞行姿态确定基础相位，包括：获取所述飞行器的飞行姿态，所述飞行姿态包括地面小桨距姿态、悬停姿态和平飞姿态；当所述飞行器处于其中一种飞行姿态，所述相机在不同拍摄角度拍摄若干第一桨叶图像；若当前第一桨叶图像中所述桨尖成像于图像中央，确定当前的相机参数为当前飞行姿态对应的所述基础相位；确定所有所述飞行姿态对应的所述基础相位；其中，所述相机参数包括镜头仰角和相机焦距。
可选地，所述根据所述光学模型和所述连续前景图像组，确定所述挥舞高度，包括：确定所述前景图像的中心点为第一参考位置；根据所述前景图像，确定桨尖位置，并确定所述第一参考位置和所述桨尖位置之间的第一距离；根据所述光学模型和所述第一距离，确定所述飞行器的桨尖高度和第二参考位置之间的第二距离，所述第二距离为所述挥舞高度；其中，所述第二参考位置为所述飞行器的旋翼旋转中心所在的水平位置；
可选地，所述测量方法还包括：获取共锥度集合，所述共锥度集合中包括多个拍摄周期对应的所述旋翼共锥度；确定所述共锥度集合中的若干正常共锥度；根据若干所述正常共锥度，确定所述飞行器的所述旋翼共锥度。
可选地，所述测量方法还包括：获取曝光数据集；根据所述曝光数据集训练获得最优曝光模型；获取所述飞行器所在环境的当前光照；根据所述当前光照和所述最优曝光模型，确定最优曝光时间；根据所述最优曝光时间，确定所述相机的拍摄参数；根据所述拍摄参数，所述相机拍摄所述前景图像。
可选地，所述方法还包括：获取背景图像；根据所述飞行姿态、所述背景图像，对所述连续前景图像组进行预处理。
第二方面，本申请实施例提供了一种旋翼共锥度的测量系统，包括：第一模块、第二模块、第三模块、第四模块及第五模块；所述第一模块用于当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；所述第二模块用于若在当前拍摄周期内，所述触发信号的触发顺序和所述前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零；所述第三模块用于确定所述前景图像的飞行姿态；所述第四模块用于根据所述飞行姿态，所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度；所述第五模块根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内所述飞行器的旋翼共锥度；其中，所述连续前景图像组中包括第一数量的所述前景图像；其中，所述拍摄周期为所述触发信号的触发次数达到第一数量所用的时长；其中，所述触发信号由方位角触发；其中，所述第一数量与所述飞行器的桨叶数量相等。
第三方面，本申请实施例提供了一种装置，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的旋翼共锥度的测量方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如第一方面所述的旋翼共锥度的测量方法。
本申请实施例的有益效果如下：本申请实施例通过硬件电路计算的触发顺序以及软件计算的照片顺序进行同步，有助于获得同一圈内所有桨叶的前景图像，从而减少在不同拍摄周期内由于旋翼转速跳动而导致的测量偏差，以提高旋翼共锥度的测量精度；并且，本申请实施例提出根据不同前景图像对应的不同飞行姿态，对前景图像不同分析，也有助于提高桨叶挥舞高度的计算精度，从而提高共锥度的测量精度。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请实施例提供的旋翼共锥度的测量方法的步骤流程图；
图2为本申请实施例提供的前景图像拍摄情况的俯视图；
图3为本申请实施例提供的确定桨叶挥舞高度的步骤流程图；
图4为本申请实施例提供的三种飞行姿态下相机拍摄的桨叶图像；
图5为本申请实施例提供的光学模型的示意图；
图6为本申请实施例提供的建立最优曝光模型的步骤流程图；
图7为本申请实施例提供的旋翼共锥度的测量系统的示意图；
图8为本申请实施例提供的装置示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。
参考图1，图1是本申请实施例提供的旋翼共锥度的测量方法的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S100-S140：
S100、当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；
具体地，参照图2，图2为本申请实施例提供的前景图像拍摄情况的俯视图，图2中用标号210表示飞行器的机身，标号220表示飞行器的尾部，在图2中飞行器机头是在水平向右的方向，尾部是在水平向左的方向；另外，图2中用标号230表示桨叶，标号240表示反光贴，标号250表示方位角传感器，标号260表示旋翼共锥度的测量装置；其中图2所示的飞行器有6片桨叶。
如图2所示，在其中一片桨叶上附有反光贴，将该桨叶作为基准桨叶，当基准桨叶旋转，反光贴将光线反射到设置在机身的方位角传感器，该方位角传感器接收到反射光后会向测量装置发出信号，该测量装置根据当前飞行器的桨叶数量，对该信号进行倍频，生成触发信号，从而根据触发信号控制相机拍摄桨叶的图像。如图2中的飞行器有6片桨叶，则触发信号会控制相机对每一片桨叶都进行一次拍摄，当方位角传感器再次接收到反射光，说明该基准桨叶已经转了一圈，相机应当拍摄到六张对应不同桨叶的桨叶图像，则开始下一次的拍摄周期。因此，在本申请实施例中，拍摄周期是触发信号的触发次数达到桨叶数量所用的时长，在本申请实施例中，桨叶数量为第一数量。在本步骤中，在当前拍摄周期内，根据触发信号控制相机拍摄包括桨叶在内的多张前景图像。
S110、若在当前拍摄周期内，触发信号的触发顺序和前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组；
具体地，上述内容中提到，触发信号由方位角触发，在本申请实施例中，该触发信号是由图1中的测量装置260发出的。例如，测量装置中设置有FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程逻辑门阵列)控制板以及CPU(central processing unit，中央处理器)，当方位角传感器接收到反射光，并向FPGA发送信号，则FPGA通过桨叶数量倍频产生触发信号，驱动相机拍摄桨叶，并通过自身的GPIO(General-purpose input/output，通用型输入输出)向CPU发送触发顺序，该触发顺序表征的是在当前拍摄周期内，该触发信号是第几个信号。由于该触发信号是由硬件电路触发，因此触发信号的排序可以看作是一种“硬计数”。
而相机受触发信号控制，拍摄包含桨叶的前景图像，每成功获取到一张图像，CPU会进行累加计数，得到照片顺序，该照片顺序表征的是当前拍摄周期内，该照片是第几张拍摄的照片。由于该照片顺序是由CPU进行计算，因此前景照片的排序可以看作是一种“软计数”。
在本申请实施例中，相机拍摄的桨叶图像是用于计算旋翼共锥度的。而旋翼共锥度测量的目的主要是：测量得到当桨叶旋转一周(也就是对应一个拍摄周期)，不同桨叶挥舞高度的高度差。如果不在同一个旋转的周期内，由于旋翼在高速旋转，旋翼转速的跳动会导致共锥度的偏差较大，从而难以反映该旋翼系统实际的共锥状态。因此，相机拍摄的前景图像能不能完整地反映桨叶旋转一周(也就是对应一个拍摄周期)的情况，对于能否提高共锥度的测量精度来说非常重要。
因此，在本步骤中，将当前拍摄周期内的触发顺序和照片顺序进行同步对比，例如，当前飞行器有6片桨叶，在当前拍摄周期内，触发顺序为1，对应照片顺序也为1，则说明第一张前景照片是根据第一个触发信号触发拍摄的。将接下来的5个触发顺序和5个照片顺序一一对比，若均能对应上，则说明在当前拍摄周期内，触发顺序与照片顺序同步，也就是说明：在当前拍摄周期内，相机完整地拍到了6片桨叶，每个桨叶各一张照片。因此，将这6张照片定为一个连续前景图像组，该连续前景图像组内包括6张前景图像。确定好当前拍摄周期对应的连续前景图像组后，则需要将触发顺序和照片顺序置零，以便进行下一个拍摄周期的同步。
由于本步骤是将“软计数”和“硬计数”进行同步对比，在GPIO始终有效的情况下，能够确定获取到的连续前景图像组中，每张均包含同一圈内的不同桨叶图像，因此根据连续前景图像组进行后续的共锥度操作，能最大程度上保证计算得到的旋翼共锥度可以反映旋翼系统实际的共锥状态，从而为旋翼系统设计、调整、检修等提供更可靠的数据支持。
在一些实施例中，在实际应用环境下，即便GPIO始终有效，相机也有可能发生漏拍、多拍的情况。而上述内容也提到，保证前景图像的连续性对提高共锥度测量精度有重要意义。因此，若在当前拍摄周期内，触发信号的触发顺序和前景图像的照片顺序不同步，则丢弃当前拍摄周期内的所有前景图像，也就是将整圈的前景图像丢弃不再处理，并且将触发顺序和图片顺序置零，以便进入下一个拍摄周期的同步对比。
例如，在当前拍摄周期内，若飞行器有6片桨叶，则有6个触发信号，但是当前拍摄周期内的照片顺序最大为5，也就是触发顺序为6的触发信号没有对应的照片顺序，这种情况是相机漏拍了一张前景图像，因此需要将当前一圈的图像全部丢弃。而在另一些情况下，例如有6个触发信号，但是当前拍摄周期内的照片顺序最大为7，这种情况下则是相机多拍了一张前景图像，同样需要将当前拍摄周期内的图像全部丢弃。
S120、确定前景图像的飞行姿态；
具体地，在不同的飞行姿态下，飞行器的桨叶的旋转状况会有所不同，由于相机的焦距、拍摄角度等等均有限制，因此在不同的飞行姿态下，相机需要调整参数，从而获取到质量更高的前景图像。而不同的相机参数影响着前景图像中桨叶特征的提取方法，因此需要对前景图像作区分，根据不同的飞行姿态来对前景图像进行不同的分析计算。
S130、根据飞行姿态和连续前景图像组，确定当前拍摄周期内飞行器不同桨叶的挥舞高度；
具体地，判断当前连续前景图像组里面所有前景图像对应的飞行姿态，并根据不同的飞行姿态，对该连续前景图像组中的所有前景图像进行分析。首先是采用相关技术对前景图像进行图像处理，图像处理的过程具体可以是背景分割、特征提取等相关技术，通过图像处理，提取到前景图像中桨叶的几何特征，并对这些几何特征进行分析，确定当前拍摄周期内飞行器不同桨叶的挥舞高度。而本步骤中确定挥舞高度的具体过程，将在下文中阐述。
可以理解的是，飞行器从起飞再到平稳飞行，飞行姿态会发生改变，而在飞行姿态改变期间桨叶依然在旋转，因此，有可能在一个拍摄周期内，不同前景图像对应的飞行姿态有所区别，而为了减少因飞行姿态改变而造成的旋翼振动、旋翼速度改变等情况，当一个拍摄周期内，连续前景图像组内的图像对应的飞行姿态不是完全一致，可以将该连续前景图像组丢弃，以提高旋翼共锥度的准确性。
S140、根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内飞行器的旋翼共锥度；
具体地，根据同一圈内不同桨叶的挥舞高度，可以确定当前拍摄周期内该飞行器的旋翼共锥度。
通过步骤S100-S140，本申请实施例提供了一种旋翼共锥度的测量方法，首先是在桨叶旋转期间，根据方位角生成触发信号，并根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；若在当前拍摄周期内，触发信号的触发顺序和前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的所有照片为一个连续前景图像组，并将触发顺序和照片顺序置零。获取连续前景图像组内前景图像对应的飞行姿态，并根据飞行姿态对前景图像作不同的分析，从而计算得到当前拍摄周期内飞行器不同桨叶的挥舞高度，根据同一圈内飞行器不同桨叶的挥舞高度，确定当前拍摄周期内飞行器的旋翼共锥度。
本申请实施例通过硬件电路计算的触发顺序以及软件计算的照片顺序进行同步，有助于获得同一圈内所有桨叶的前景图像，从而减少在不同拍摄周期内由于旋翼转速跳动而导致的测量偏差，以提高旋翼共锥度的测量精度；并且，本申请实施例提出根据不同前景图像对应的不同飞行姿态，对前景图像作不同分析，也有助于提高桨叶挥舞高度的计算精度，从而提高共锥度的测量精度。而在一些实施例中，当触发顺序和照片顺序不同步，则将当前拍摄周期内的所有前景图片都丢弃，同样也有助于获得同一圈内桨叶的前景图像。
在一些实施例中，图1所示的旋翼共锥度的测量方法还包括步骤S150-S160：
S150、获取共锥度集合，共锥度集合中包括多个拍摄周期对应的旋翼共锥度；
具体地，根据步骤S100-S140中的方法，可以获取到多个拍摄周期对应的旋翼共锥度，这些旋翼共锥度的集合为共锥度集合。可以理解的是，共锥度集合中共锥度的数量取决与相机能够存储的最大照片数。在实际的共锥度测量过程中，由于相机多拍、漏拍，或者是图像预处理后质量较差等原因，许多前景图像会被丢弃，因此需要在拍摄的过程中尽可能多地采集前景图像。
S160、确定共锥度集合中的若干正常共锥度；
具体地，可以设置多种条件对共锥度集合中的共锥度进行筛选，例如以同型号的其他飞行器的共锥度为参考，确定正常共锥度的数值范围，不在该数值范围内的共锥度则丢弃；又或者可以是计算所有共锥度的均值，与该均值差异过大的共锥度则丢弃。共锥度的筛选条件可以根据需要自行设定，本申请实施例不做限制。当共锥度中的异常共锥度被丢弃完毕，余下的则为正常共锥度。
S170、根据若干正常共锥度，确定飞行器的旋翼共锥度。
具体地，根据步骤S160获得的正常共锥度，确定该飞行器的旋翼共锥度，例如该飞行器的旋翼共锥度可以是这些正常共锥度的均值或者是中位数等等。
通过步骤S150-S170，本申请实施例提出了获取多个拍摄周期内的旋翼共锥度，通过预设的筛选条件对这些共锥度进行筛选，最终获得该飞行器对应的旋翼共锥度。
在一些实施例中，步骤S130可以用图3中的方法步骤来实现，参照图3，图3为本申请实施例提供的确定桨叶挥舞高度的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S300-S320：
S300、根据飞行姿态确定基础相位；
具体地，飞行器的飞行姿态可以分为地面小桨距姿态、悬停姿态和平飞姿态。在前景图像的拍摄过程中，由于相机的设置位置是固定的，因此在不同的飞行姿态下，桨叶在同样大小的图像上成像不同。参照图4，图4为本申请实施例提供的三种飞行姿态下相机拍摄的前景图像，如图4所示，不难看出，同一相机参数下，不同飞行姿态下拍摄到的前景图像，其桨叶的成像面积有比较大的偏差，这显然不利于进行统一的图像处理。而且保持统一的相机参数对桨叶进行拍摄，还有可能因为相机焦距等原因导致图像质量下降，同样会影响图像处理的精度。因此需要先确定不同飞行状态下的基础相位。基础相位表征该飞行状态下相机的最佳拍摄参数。
在一些实施例中，图像对应的飞行状态可以存储在图像的信息中，获取到飞行姿态后，可以确定该飞行姿态对应的基础相位。当飞行器处于其中一种飞行姿态，相机调整镜头仰角、相机焦距等相机参数，对旋转的桨叶进行拍摄，拍摄到对应不同相机参数的若干张第一桨叶图像。如其中一张第一桨叶图像中，桨尖成像于图像中央，则将该第一桨叶图像对应的相机参数确定为基础相位，相机参数包括但不限于镜头仰角、相机焦距等等。也就是说，当飞行处于某一飞行状态，则确定其对应的基础相位，用该基础相位表征的最佳拍摄参数来拍摄前景图像。
S310、根据基础相位确定光学模型；
具体地，根据基础相位可以确定相机参数，另外由于相机是固定在机身上的，因此相机镜头与桨叶旋转中心所在的水平面之间的距离也是可以确定的，通过这些参数，可以确定该飞行模式下相机成像的光学模型。下面以相机拍摄桨叶为例，说明光学模型的构建过程。
参照图5，图5为本申请实施例提供的光学模型的示意图，如图5所示，AB实际物体高度，作为参考点，点M成像于图片中心，CD为过M点与相机平行的成像面，点O为镜头等效光学中心，OM为相机光学中心轴。A’B’为相机CCD成像面。相机光轴与水平夹角为α，光线OA与OB与光学中轴夹角为β与γ。
在进行关系推导前，首先对推导过程中使用的坐标系进行说明。右边是以被测物体上的某点M为原点，M点的成像位于图像的中心，纵轴方向对应于实际被测物体的高度。左侧的坐标系镜头中心O点为原点，水平和垂直方向为x,y轴的平面坐标系。被摄物中A点和B点分别映射到图像中的A’和B’两个点上，M点映射到M’点上。点X为旋翼旋转中心，虚线表示桨叶及其挥舞的示意图。
设A’点距离图像水平中心线的垂直像素数为N1，B’点距离图像水平中心线的垂直像素数为N2。A、B和M点的纵坐标分别为ha，hb和0。以下的推导过程就是为了推导出N1与AM的对应关系，N2与MB之间的对应关系，这样就可以得到A’B’之间的像素数与实际物体高度差AB(ha-hb)之间的数学关系。
当图像点位于图像上半部分时，已知CCD上每个像素的实际物理尺寸为L(um)，镜头的焦距为OM’。令图像上A点成像A’点成像距离图像中心的像素数为N1,在三角形A’M’O中，有
则有
β＝ac tan(N1×L×10-3/OM')
在三角形AOM中，应用正弦定理有，
其中，OM的长度和安装俯仰角α的大小可由实际安装位置确定则化简有
由上式即可得出，A点成像点A’距离图像中心的像素数N1与A点距离参考点M的实际高度差AM(ha)的映射的关系。
在三角形B’M’O中，当图像点位于图像下半部分时：
则有
在三角形AOM中，应用正弦定理有，
其中，OM的长度和安装俯仰角α的大小可由实际安装位置确定则化简有
由上式即可得出，B点成像点B’距离图像中心的像素数N2与B点距离参考点M的实际高度差MB(hb)的高度差的对应关系。
因此，由于基础相位中桨尖是成像于图像中央，则根据上述光学模型，可以设置相机拍摄的前景图像的中心点为第一参考位置(也就是M’点)，确认桨叶图像中桨叶的位置(也就是A’点或者是B’点)，可以得到第一参考位置和桨叶位置之间的第一距离，该第一距离实际上为第一参考位置和桨叶位置之间的像素数(也就是N1或者N2)，然后根据上述公式确定的光学模型，可以计算得到飞行器的桨尖高度(也就是A点或者B点)和第二参考位置(也就是M点)之间的第二距离，第二距离为桨叶的挥舞高度，第二参考位置为飞行器的旋翼旋转中心所在的水平位置。
S320、根据光学模型和连续前景图像组，确定挥舞高度。
具体地，根据步骤S310确定的光学模型，对该连续前景图像组中的所有前景图像进行分析计算，可以确定所有前景图像对应的挥舞高度，从而根据若干挥舞高度，确定飞行器的旋翼共锥度。
通过步骤S300-S320，本申请实施例提供了根据基础相位建立光学模型，并计算前景图像对应的桨叶飞行高度的方法。
在一些实施例中，图3所示的计算桨叶挥舞高度的方法，还包括对前景图像进行预处理的步骤。可以理解的是，一般相机设置在位于桨叶的斜下方位置，则当相机仰拍桨叶，得到的图像除了包括桨叶，还可能会包括雨滴、云朵、飞鸟等阻碍物，在进行图像处理的过程中，背景会对桨叶的提取产生一定的影响。而又由于，不同飞行姿态下，桨叶图像中背景的特点有所不同，例如在地面小桨距和悬停姿态下，飞行器的移动很小，因此背景比较稳定，在这两种飞行姿态下则可以利用相关技术，结合获取到的背景图像对前景图像进行分割，完成图像的预处理。而在平飞姿态下，桨叶对应的背景会一直改变，因此不能利用背景图像进行简单的前后景分割。本实施例想要说明的是，可以根据飞行器的飞行姿态来对前景图像进行相应的预处理，以提取到更准确的桨叶，从而提高共锥度的计算精度。
在实际的测量场景中，测量环境可能并不利于相机拍摄，例如，在测量环境光照不佳的情况下，利用单一的自动曝光模式拍摄高速旋转的桨叶，很可能存在拖尾的现象，也会影响共锥度测量的准确性。
因此，在一些实施例中，本申请实施例提出的旋翼共锥度的测量方法还包括建立最优曝光模型的步骤，参照图6，图6为本申请实施例提供的建立最优曝光模型的步骤流程图，该方法包括但不限于步骤S600-S640
S600、获取曝光数据集；
具体地，获取不同光照条件、不同曝光时间和不同飞行状态下的前景图像作为曝光数据集。
S610、根据曝光数据集训练获得最优曝光模型；
具体地，利用步骤S600获取到的曝光数据集对最优曝光模型进行训练，具体的训练条件可以是例如对同一光照条件下，不同曝光时间拍摄的不同前景图像进行评分，评分最高的前景图像所对应的曝光时间为最优的曝光时间。该模型主要用于确定不同曝光度对应的曝光时间。
S620、获取飞行器所在环境的当前光照和飞行器的飞行姿态；
具体地，获取飞行器所在测量环境的当前光照条件以及飞行姿态。
S630、根据当前光照和最优曝光模型，确定相机的最优曝光时间；
具体地，将当前光照和飞行姿态输入最优曝光模型，该模型可以输出对应的最优曝光时间，也就是可以完成自学习曝光。
S640、根据最优曝光时间，相机拍摄前景图像。
具体地，在相机拍摄前景图像的过程中，实时获取当前光照和飞行姿态，并根据最优曝光时间调整相机的拍摄状态，令相机可以拍摄到清晰、无拖尾的前景。
通过步骤S600-S640，本申请实施例提供了一种建立最优曝光模型，令相机可以实现自学习曝光的方案，根据该方案，可以提高相机拍摄的图像质量，尽量减少桨叶拖尾的图像产生。
参照图7，图7为本申请实施例提供的旋翼共锥度的测量系统的示意图，该系统700包括第一模块710、第二模块720、第三模块730、第四模块740及第五模块750；第一模块用于当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；第二模块用于若在当前拍摄周期内，触发信号的触发顺序和前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组，并将触发顺序和照片顺序置零；第三模块用于确定前景图像的飞行姿态；第四模块用于根据飞行姿态，连续前景图像组，确定当前拍摄周期内飞行器不同桨叶的挥舞高度；第五模块根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内飞行器的旋翼共锥度；其中，连续前景图像组中包括第一数量的前景图像；其中，拍摄周期为触发信号的触发次数达到第一数量所用的时长；其中，触发信号由方位角触发；其中，第一数量与飞行器的桨叶数量相等。
参考图8，图8为本申请实施例提供的装置示意图，该装置800包括至少一个处理器810，还包括至少一个存储器820，用于存储至少一个程序；图8中以一个处理器及一个存储器为例。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请的另一个实施例还提供了一种装置，该装置可用于执行如上任意实施例中的控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本申请实施例还公开了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本申请提出的旋翼共锥度的测量方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，包括：
当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；
若在当前拍摄周期内，所述触发信号的触发顺序和所述前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零；
确定所述前景图像的飞行姿态；
根据所述飞行姿态，所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度；
根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内所述飞行器的旋翼共锥度；
其中，所述连续前景图像组中包括第一数量的所述前景图像；
其中，所述拍摄周期为所述触发信号的触发次数达到第一数量所用的时长；
其中，所述触发信号由方位角触发；
其中，所述第一数量与所述飞行器的桨叶数量相等。
2.根据权利要求1所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：
若在当前拍摄周期内，所述触发顺序和所述照片顺序不同步，丢弃当前拍摄周期内的所述前景图像，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零。
3.根据权利要求2所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述根据所述飞行姿态和所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度，包括：
根据所述飞行姿态确定基础相位；
根据所述基础相位确定光学模型；
根据所述光学模型和所述连续前景图像组，确定所述挥舞高度。
4.根据权利要求3所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述根据所述飞行姿态确定基础相位，包括：
获取所述飞行器的飞行姿态，所述飞行姿态包括地面小桨距姿态、悬停姿态和平飞姿态；
当所述飞行器处于其中一种飞行姿态，所述相机在不同拍摄角度拍摄若干第一桨叶图像；
若当前第一桨叶图像中所述桨尖成像于图像中央，确定当前的相机参数为当前飞行姿态对应的所述基础相位；
确定所有所述飞行姿态对应的所述基础相位；
其中，所述相机参数包括镜头仰角和相机焦距。
5.根据权利要求4所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述根据所述光学模型和所述连续前景图像组，确定所述挥舞高度，包括：
确定所述前景图像的中心点为第一参考位置；
根据所述前景图像，确定桨尖位置，并确定所述第一参考位置和所述桨尖位置之间的第一距离；
根据所述光学模型和所述第一距离，确定所述飞行器的桨尖高度和第二参考位置之间的第二距离，所述第二距离为所述挥舞高度；
其中，所述第二参考位置为所述飞行器的旋翼旋转中心所在的水平位置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：
获取曝光数据集；
根据所述曝光数据集训练获得最优曝光模型；
获取所述飞行器所在环境的当前光照；
根据所述当前光照和所述最优曝光模型，确定最优曝光时间；
根据所述最优曝光时间，确定所述相机的拍摄参数；
根据所述拍摄参数，所述相机拍摄所述前景图像。
7.根据权利要求3任一项所述的旋翼共锥度的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取背景图像；
根据所述飞行姿态、所述背景图像，对所述连续前景图像组进行预处理。
8.一种旋翼共锥度的测量系统，其特征在于，包括：第一模块、第二模块、第三模块、第四模块及第五模块；
所述第一模块用于当飞行器的桨叶旋转，根据触发信号控制相机拍摄每片桨叶的前景图像；
所述第二模块用于若在当前拍摄周期内，所述触发信号的触发顺序和所述前景图像的照片顺序同步，确定当前拍摄周期内的连续前景图像组，并将所述触发顺序和所述照片顺序置零；
所述第三模块用于确定所述前景图像的飞行姿态；
所述第四模块用于根据所述飞行姿态，所述连续前景图像组，确定当前拍摄周期内所述飞行器不同桨叶的挥舞高度；
所述第五模块根据若干挥舞高度，确定当前拍摄周期内所述飞行器的旋翼共锥度；
其中，所述连续前景图像组中包括第一数量的所述前景图像；
其中，所述拍摄周期为所述触发信号的触发次数达到第一数量所用的时长；
其中，所述触发信号由方位角触发；
其中，所述第一数量与所述飞行器的桨叶数量相等。
9.一种装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的旋翼共锥度的测量方法。
10.一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-7任一项所述的旋翼共锥度的测量方法。
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