CN114543673B - 一种飞机起落架用视觉测量平台及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种飞机起落架用视觉测量平台及其测量方法，其包括：安装台；支撑组件，其安装于所述安装台，且其具有支撑起落架的支撑部；扫描组件，其包括扫描仪和标记件，所述标记件包括若干标记球，若干所述标记球错落的分布于起落架周围，所述扫描仪安装于所述安装台，所述扫描仪的探测端检测所述标记球和起落架。首先将待测量的起落架放置在支撑组件的支撑部上，并使标记件的若干标记球错落的分布于起落架的周围。随后利用扫描仪从不同角度获取多个起落架和标记球的视觉图像，并依靠标记球为基准拟合出起落架的三维模型，最终根据三维模型和真实尺寸之间的比例尺，即可换算出起落架真实的尺寸参数。

Description

一种飞机起落架用视觉测量平台及其测量方法

技术领域

本发明涉及起落架生产领域，具体涉及一种飞机起落架视觉测量平台及其测量方法。

背景技术

起落架是飞机的重要零部件，在起落架出厂前需要检验起落架的多个尺寸参数，以评价起落架的质量。起落架的尺寸参数需要利用测量工具进行繁琐的测量。

而视觉测量是众多测量手段中效率最高的一种，为了获取起落架的三维尺寸，通常会从多角度获得起落架的图像信息，其具体结构可以参见申请号为CN201910054120.2的专利，从不同角度获取起落架的视觉图像，进而拟合出待测物的三维模型。

然而，在利用各个平面视觉图像拟合起落架的三维模型的过程中，各个视觉图像之间缺少参照目标，会降低所拟合出的三维模型的精度，导致最终视觉测量的结果误差较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种飞机起落架用视觉测量平台，解决现有技术中视觉测量精度不高的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案包括一种飞机起落架用视觉测量平台，其包括：

安装台；

支撑组件，其安装于所述安装台，且其具有支撑起落架的支撑部；

扫描组件，其包括扫描仪和标记件，所述标记件包括若干标记球，若干所述标记球错落的分布于起落架周围，所述扫描仪安装于所述安装台，所述扫描仪的探测端检测所述标记球和起落架。

进一步的，所述扫描仪包括探测头和机械臂，所述机械臂一端安装于所述安装台，所述机械臂另一端连接所述探测头，所述机械臂使所述探测头在三维空间中移动，并使所述探测头能够停留在其运动轨迹上的任意位置。

进一步的，所述扫描仪还包括机械臂驱动件，所述机械臂能够相对所述安装台滑动，所述机械臂驱动件传动连接所述机械臂，以驱动所述机械臂相对所述安装台滑动。

进一步的，所述支撑组件包括第一支撑托、第二支撑托、平移驱动件和竖直驱动件，所述第一支撑托相对所述安装台在水平方向上移动，所述第二支撑托相对所述安装台在竖直方向上移动，所述平移驱动件传动连接所述第一支撑托，以驱动所述第一支撑托相对所述安装台移动，所述竖直驱动件传动连接所述第二支撑托，以驱动所述第二支撑托相对所述安装台移动。

进一步的，所述安装台上铺设有平移导轨，所述平移驱动件包括平移电机、平移滑块和平移丝杆，所述平移滑块滑动设置于所述平移导轨，且所述平移滑块固定连接所述第一支撑托，且所述平移滑块沿平行于所述平移导轨的方向上开设有平移螺孔，所述平移丝杆可转动的安装于所述安装台并螺接所述平移螺孔，所述平移电机驱动所述平移丝杆转动。

进一步的，所述安装台上铺设有竖直导轨，所述竖直驱动件包括竖直电机、竖直滑块和竖直丝杆，所述竖直滑块滑动设置于所述竖直导轨，且所述竖直滑块固定连接所述第二支撑托，且所述竖直滑块沿平行于所述竖直导轨的方向上开设有竖直螺孔，所述竖直丝杆可转动的安装于所述安装台并螺接所述竖直螺孔，所述竖直电机驱动所述竖直丝杆转动。

进一步的，所述标记件包括两个支撑架，两个所述支撑架分别架设于起落架两侧，所述标记球安装于所述支撑架。

进一步的，所述扫描组件还包括校验件，所述校验件具有若干个标定端，且各个所述标定端之间的相对位置已知。

一种视觉测量方法，其应用于上述的测量平台，其包括：

S1、分别在不同的观测角度获得有关起落架和标记件的多个视觉图像；

S2、以所述标记件为参考目标，根据多个所述视觉图像拟合出起落架的三维模型。

S3、获取所述三维模型尺寸和真实尺寸之间的比例尺；

S4、根据所述三维模型和所述比例尺获得起落架的尺寸参数。

进一步的，其中步骤S1包括：

S11、在起落架的周向设置若干个观测点；

S12、分别在各个所述观测点获得有关起落架和所述标记件的所述视觉图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先将待测量的起落架放置在支撑组件的支撑部上，并使标记件的若干标记球错落的分布于起落架的周围。随后利用扫描仪从不同角度获取多个起落架和标记球的视觉图像，并依靠标记球为基准拟合出起落架的三维模型，最终根据三维模型和真实尺寸之间的比例尺，即可换算出起落架真实的尺寸参数。由于本发明所提供的视觉测量平台具有多个标记球，在利用视觉图像拟合三维模型的过程中，可以利用各个标记球作为参照目标，确保了三维模型的精度，缩小了视觉测量的误差。

附图说明

图1是本发明实施例飞机起落架测量平台结构示意图；

图2是本发明实施例支撑组件结构示意图；

图3是本发明实施例视觉测量方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种飞机起落架视觉测量平台及其测量方法。

其中飞机起落架用视觉测量平台，可参见图1，其包括：安装台100、支撑组件200和扫描组件300。

其中安装台100具有一水平的支撑面，用于支撑其它部件。支撑组件200安装于安装台100的支撑面，同时支撑组件200具有支撑起落架的支撑部，将起落架放置于支撑部上即可固定起落架，以便于测量起落架的尺寸参数。

扫描组件300包括扫描仪310和标记件320，标记件320包括若干标记球321，若干标记球321错落的分布于起落架周围，扫描仪310安装于安装台100，扫描仪310的探测端检测标记球321和起落架，其中各个标记球321在三维空间中的相对位置已知，扫描仪310从多角度获取起落架和标记球321的视觉图像，即可依靠各个标记球321为基准拟合出起落架的三维模型。最终根据三维模型和真实尺寸之间的比例尺，即可换算出起落架真实的尺寸参数。

在一优选实施例中，扫描仪310包括探测头311和机械臂312，机械臂312一端安装于安装台100，机械臂312另一端连接探测头311，机械臂312使探测头311在三维空间中移动，并使探测头311能够停留在其运动轨迹上的任意位置，以便于调整探测头311和起落架之间的相对位置，从而获取不同角度的视觉图像。

为了使探测头311具有更大范围的活动空间，以便于在不同角度获取视觉图像，在一优选实施例中，扫描仪310还包括机械臂驱动件313，机械臂312整体能够相对安装台100滑动，机械臂驱动件313传动连接机械臂312，以驱动机械臂312相对安装台100滑动。在机械臂驱动件313驱动机械臂312整体相对安装台100滑动的过程中，机械臂312会带动探测头311同步移动，进而增大了探测头311的活动空间。

支撑组件200用于在测量过程中固定飞机起落架，但各个起落架的大小不同，为了使支撑组件200可以适应不同尺寸的起落架，在一优选实施例中，支撑组件200包括第一支撑托210、第二支撑托220、平移驱动件230和竖直驱动件240，第一支撑托210能够相对安装台100在水平方向上移动，第二支撑托220相能够对安装台100在竖直方向上移动，平移驱动件230传动连接第一支撑托210，以驱动第一支撑托210相对安装台100移动，并使第一支撑托210可以停留在其运动轨迹上的任意位置，竖直驱动件240传动连接第二支撑托220，以驱动第二支撑托220相对安装台100移动，并使第一支撑托210可以停留在其运动轨迹上的任意位置。进而可以改变第一支撑托210和第二支撑托220之间的相对位置，以便于适应不同尺寸的飞机起落架。

对于第一支撑托210和平移驱动件230的具体实施方式，在一优选实施例中，可参见图2，安装台100上铺设有平移导轨110，平移驱动件230包括平移电机231、平移滑块232和平移丝杆233，平移滑块232滑动设置于平移导轨110，且平移滑块232沿平行于平移导轨110的方向上开设有平移螺孔，平移丝杆233可转动的安装于安装台100并螺接平移螺孔，平移电机231驱动平移丝杆233转动。由于平移丝杆233和平移螺孔螺接，在平移丝杆233的转动过程中，即可以推动平移滑块232沿着平移导轨110移动，进而带动第一支撑托210移动。

安装台100上铺设有竖直导轨，竖直驱动件240包括竖直电机241、竖直滑块242和竖直丝杆243，竖直滑块242滑动设置于竖直导轨，且竖直滑块242沿平行于竖直导轨的方向上开设有竖直螺孔，竖直丝杆243可转动的安装于安装台100并螺接竖直螺孔，竖直电机241驱动竖直丝杆243转动。由于竖直丝杆243和竖直螺孔螺接，在竖直丝杆243的转动过程中，即可以推动竖直滑块242沿着竖直导轨移动，进而带动第二支撑托220移动。

对于标记件320的具体实施方式，在一优选实施例中，标记件320包括两个支撑架322，两个支撑架322分别架设于起落架两侧，所有标记球321均安装于支撑架322上，并且使各个标记球321错落的分布在起落架的周围，尽可能的避免各个标记球321在扫描仪310的视觉图像中重合，以便于扫描仪310获取视觉图像中的位置信息。

为了获取扫描仪310视觉图像和实物之间的比例尺，在一优选实施例中，扫描组件300还包括校验件330，校验件330具有若干个标定端331，且各个标定端331之间的相对位置已知。

首先将待测量的起落架放置在支撑组件200的支撑部上，并使标记件320的若干标记球321错落的分布于起落架的周围。随后利用扫描仪310从不同角度获取多个起落架和标记球321的视觉图像，并依靠标记球321为基准拟合出起落架的三维模型，最终根据三维模型和真实尺寸之间的比例尺，即可换算出起落架真实的尺寸参数。

此外，本发明还提供一种视觉测量方法，其应用于上述的测量平台，其包括：

S1、分别在不同的观测角度获得有关起落架和标记件的多个视觉图像；

S2、以所述标记件为参考目标，根据多个所述视觉图像拟合出起落架的三维模型。

S3、获取所述三维模型尺寸和真实尺寸之间的比例尺；

S4、根据所述三维模型和所述比例尺获得起落架的尺寸参数。

需要强调的是，各个标记球之间的相对位置已知，以多个标记球为基准即可形成一个确定的三维坐标系，使各个视觉图像中的标记球对准(即同一个标记球在不同的视觉图像中重合)，即可确保各个视觉图像中的起落架也是对准的，从而确保了拟合出的起落架三维模型的精准度。

在一优选实施例中，步骤S1包括：

S11、在起落架的周向设置若干个观测点；

S12、分别在各个所述观测点获得有关起落架和所述标记件的所述视觉图像。

可以理解的是，对于简单规整的零件结构，想要拟合出三维图像至少需要两个观测点。而对于起落架这种结构复杂的零件，则需要多个观测点，而且观测点的数量越多，所拟合出的三维模型的精度越高。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，包括：

安装台；

支撑组件，其安装于所述安装台，且其具有支撑起落架的支撑部；

扫描组件，其包括扫描仪和标记件，所述标记件包括若干标记球，若干所述标记球错落的分布于所述支撑部周围，所述扫描仪安装于所述安装台，所述扫描仪具有检测所述标记球和起落架的探测端，并能在多角度以所述标记球为基准获取起落架的图像；

其中，各个所述标记球在三维空间中的相对位置已知，所述扫描仪从多角度获取起落架和所述标记球的视觉图像，即可依靠各个所述标记球为基准拟合出起落架的三维模型。

2.根据权利要求1所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述扫描仪包括探测头和机械臂，所述机械臂一端安装于所述安装台，所述机械臂另一端连接所述探测头，所述机械臂使所述探测头在三维空间中移动，并使所述探测头能够停留在其运动轨迹上的任意位置。

3.根据权利要求2所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述扫描仪还包括机械臂驱动件，所述机械臂驱动件传动连接所述机械臂，以驱动所述机械臂相对所述安装台滑动。

4.根据权利要求1所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述支撑组件包括第一支撑托、第二支撑托、平移驱动件和竖直驱动件，所述第一支撑托和所述第二支撑托均具有支撑起落架的支撑面，所述平移驱动件传动连接所述第一支撑托，以驱动所述第一支撑托在水平方向上相对所述安装台移动，所述竖直驱动件传动连接所述第二支撑托，以驱动所述第二支撑托在竖直方向上相对所述安装台移动。

5.根据权利要求4所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述安装台上铺设有平移导轨，所述平移驱动件包括平移电机、平移滑块和平移丝杆，所述平移滑块滑动设置于所述平移导轨，且所述平移滑块固定连接所述第一支撑托，且所述平移滑块沿平行于所述平移导轨的方向上开设有平移螺孔，所述平移丝杆可转动的安装于所述安装台并螺接所述平移螺孔，所述平移电机驱动所述平移丝杆转动。

6.根据权利要求4所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述安装台上铺设有竖直导轨，所述竖直驱动件包括竖直电机、竖直滑块和竖直丝杆，所述竖直滑块滑动设置于所述竖直导轨，且所述竖直滑块固定连接所述第二支撑托，且所述竖直滑块沿平行于所述竖直导轨的方向上开设有竖直螺孔，所述竖直丝杆可转动的安装于所述安装台并螺接所述竖直螺孔，所述竖直电机驱动所述竖直丝杆转动。

7.根据权利要求1所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述标记件包括两个支撑架，两个所述支撑架分别架设于起落架两侧，所述标记球安装于所述支撑架。

8.根据权利要求1所述的飞机起落架用视觉测量平台，其特征在于，所述扫描组件还包括校验件，所述校验件具有若干个标定端，且各个所述标定端之间的相对位置已知。

9.一种视觉测量方法，其应用于如权利要求1至8任一项所述的测量平台，其特征在于，包括：

S1、分别在不同的观测角度获得有关起落架和标记件的多个视觉图像；

S2、以所述标记件为参考目标，根据多个所述视觉图像拟合出起落架的三维模型;

S3、获取所述三维模型尺寸和真实尺寸之间的比例尺；

S4、根据所述三维模型和所述比例尺获得起落架的尺寸参数。

10.根据权利要求9所述的视觉测量方法，其特征在于，其中步骤S1包括：

S11、在起落架的周向设置若干个观测点；

S12、分别在各个所述观测点获得有关起落架和所述标记件的所述视觉图像。