CN115615338B - 一种飞机整机水平测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种飞机整机水平测量系统及测量方法，包括测量桁架、多个测量相机、测量笔、单点投点装置和特征识别装置；多个测量相机分别设置于测量桁架的两内侧，以建立相机测量场；测量笔用于对准第一待测点，并通过测量相机获取测量笔位置，以获取第一待测点的坐标信息；单点投点装置用于对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机拍摄激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息；特征识别装置设置于测量桁架内顶部，特征识别装置用于对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机获取特征识别装置的位置，以获取第三待测点的坐标信息，本申请具有降低了测量难度比较大、测量效率高的优点。

Description

一种飞机整机水平测量系统及测量方法

技术领域

本申请涉及飞机三维测量技术领域，尤其涉及一种飞机整机水平测量系统及测量方法。

背景技术

当前，航空制造业朝着高精度、高效率、低成本、柔性化的方向快速发展，产品零部件尺寸越来越大且制造精度要求越来越高，对飞机制造及测量带来了新的要求。飞机在经过部件装配、总装后，由于装配误差累积，飞机大部件会发生一定程度的变形，如果变形过大，将直接影响飞机的使用性能。

飞机水平测量是利用机身、机翼等上的水平测量点来对飞机各个部件和相对位置及其使用过程中变形情况进行检查确认的重要手段，对保证飞机良好的飞行性能及安全性能具有重要意义。飞机在装配完成后，会在飞机表面打制水平测量点，其周围为红色圆圈，中心为水平测量点位。由于飞机整机结构较为复杂，涉及面广，目前对飞机水平测量点的测量难度比较大，导致测量效率很低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种飞机整机水平测量系统及测量方法，旨在解决现有飞机水平测量点的测量难度比较大，导致测量效率低的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种飞机整机水平测量系统，包括测量桁架、多个测量相机、测量笔、单点投点装置和特征识别装置；多个测量相机分别设置于测量桁架的两内侧，以建立相机测量场；测量笔位于相机测量场区域内，测量笔用于对准第一待测点，并通过测量相机获取测量笔位置，以获取第一待测点的坐标信息；其中，第一待测点为飞机机身或腹部的水平测量点；单点投点装置位于相机测量场区域内，单点投点装置用于对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机拍摄激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息；其中，第二待测点为飞机机身侧面或机翼的水平测量点；特征识别装置设置于测量桁架内顶部，特征识别装置用于对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机获取特征识别装置的位置，以获取第三待测点的坐标信息；其中，第三待测点为飞机背面的水平测量点。

可选地，单点投点装置包括激光器，激光器上设置有两组瞄准相机；其中，激光器用于投射激光光斑，瞄准相机用于分别采集激光光斑和第二待测点的图像信息。

可选地，单点投点装置还包括支撑架，支撑架顶部设置有微调机构，激光器设置于微调机构顶部；其中，微调机构用于调整激光器位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合。

可选地，特征识别装置包括机架，机架上分别设置有识别相机、多面编码点和侧面编码点，机架底部设置有投影仪；其中，投影仪用于对第三待测点投射条纹，识别相机用于获取第三待测点的条纹图像，多面编码点和侧面编码点用于测量相机拍摄，以获取特征识别装置的位置信息。

可选地，特征识别装置还包括安装架，安装架用于安装于测量桁架内顶部，安装架底部设置有伸缩机构，机架连接于伸缩机构底部。

可选地，测量笔包括测量杆，测量杆一端连接有探头，测量杆上设置有第一标志点；其中，探头用于对准第一待测点，第一标志点用于测量相机拍摄识别。

可选地，还包括相机标定装置，相机标定装置包括多个纵横交叉连接的横梁和纵梁，横梁和纵梁的交叉点形成第二标志点；其中，第二标志点用于测量相机拍摄识别，以对测量相机进行内参标定。

可选地，测量相机包括连接于测量桁架侧壁的安装支架，安装支架连接有旋转支架，旋转支架连接有拍摄相机。

可选地，在水平方向相邻测量相机的相机视场重叠区域不少于65％，在竖直方向相邻测量相机的相机视场需100％覆盖飞机。

可选地，飞机位于测量场区域内时，飞机最大包络尺寸离测量桁架两侧的距离均不小于500mm，飞机最大包络尺寸离测量桁架顶部的距离不小于200mm。

可选地，测量桁架包括多个横向梁，横向梁两侧底部均连接有侧面立柱，同一侧的相邻侧面立柱之间连接有连接架，横向梁底部设置有纵向移动轨道和横向移动轨道，纵向移动轨道和横向移动轨道的底部均可滑动地设置至少一组特征识别装置。

可选地，侧面立柱包括支撑柱，支撑柱上设置有至少两组上下布置的导滑轨，测量相机可滑动地设置于导滑轨上。

一种测量方法，基于上述的一种飞机整机水平测量系统，包括以下步骤：

将测量笔对准第一待测点，通过测量相机获取测量笔位置，以获取第一待测点的坐标信息；

将单点投点装置对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机拍摄激光光斑图像，以获取第二待测点的坐标信息；

将特征识别装置对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机获取特征识别装置的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息。

可选地，所述将单点投点装置对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机拍摄激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息，包括：

通过激光器投射激光光斑；

通过瞄准相机分别采集激光光斑和第二待测点的图像信息；

分别提取激光光斑和第二待测点的中心坐标值并进行比较，以获得坐标差值；

根据坐标差值，判断激光光斑与第二待测点的中心是否重合，若重合，则进入下一步，若不重合，使微调机构调整激光器位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合；

通过测量相机拍摄调整位置后的激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息。

可选地，所述将特征识别装置对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机获取特征识别装置的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息，包括：

通过投影仪对第三待测点投射条纹；

通过识别相机基于条纹获取第三待测点的条纹图像；

通过测量相机拍摄多面编码点和侧面编码点的位置，以获取特征识别装置的位置；

根据获取的条纹图像和特征识别装置的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息。

本申请所能实现的有益效果如下：

本申请针对飞机上不同区域的水平测量点位采用对应适用的测量方式，针对飞机机身或腹部等不便于直接投点测量的区域，采用人工手持测量笔对准测量点位，并配合测量相机对测量位置的采集，即可快速且有效地获取该测量点位的坐标信息；针对飞机机身侧面或机翼等便于直接投点的区域，则采用单点投点装置对相应的测量点位投射激光光斑，并通过测量相机拍摄激光光斑的图像，从而获取该测量点位的坐标信息，快速且准确；针对相对位置较高的不便于人工操作测量的飞机背面区域，通过在测量桁架内顶部设置特征识别装置，并利用条纹投射技术，配合测量相机对特征识别装置位置信息的采集，从而可获得飞机背面对应测量点位的坐标信息；因此，本申请对飞机上的水平测量点采用分区测量，且根据不同区域采用更适用的测量方式，保证了测量精度，大幅降低了测量难度，从而提高了测量效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请的实施例中一种飞机整机水平测量系统的结构示意图；

图2为本申请的实施例中测量桁架的结构示意图；

图3为本申请的实施例中侧面立柱的结构示意图；

图4为本申请的实施例中测量相机的结构示意图；

图5为本申请的实施例中测量笔的结构示意图；

图6为本申请的实施例中单点投点装置的结构示意图；

图7为本申请的实施例中特征识别装置的结构示意图；

图8为本申请的实施例中相机标定装置的结构示意图；

图9为本申请的实施例中通过测量笔测量飞机上第一待测点时的示意图；

图10为本申请的实施例中通过单点投点装置测量飞机上第二待测点时的示意图；

图11为本申请的实施例中通过特征识别装置测量飞机上第三待测点时的示意图。

附图标记：

100-测量桁架，110-横向梁，120-侧面立柱，121-支撑柱，122-导滑轨，123-地面固定部，124-连接部，130-连接架，140-纵向移动轨道，150-横向移动轨道，160-辅助梁，200-测量相机，210-安装支架，220-旋转支架，230-拍摄相机，300-测量笔，310-测量杆，320-探头，330-第一标志点，400-单点投点装置，410-激光器，420-瞄准相机，430-支撑架，440-微调机构，500-特征识别装置，510-机架，520-识别相机，530-多面编码点，540-侧面编码点，550-投影仪，560-安装架，570-伸缩机构，600-相机标定装置，610-横梁，620-纵梁，630-第二标志点。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

现有技术中，针对飞机水平测量的方法主要有以下几种：

(1)激光测量，主要包括激光雷达、激光跟踪仪测量。将测量值并与理论值进行对比，从而分析飞机装配整体变形情况。这种测量方法需测量仪器多次转站，建站时间长，多次转站导致转站误差大、测量精度低及效率低。

(2)室内定位测量，主要通过室内GPS建立测量场，再利用测量笔进行点位测量。如专利CN104180791提出了一种基于Indoor GPS的测量方法，通过测量点构建水平测量数字样机，并与理论数模进行对比，但这种测量方法对测量现场环境要求较高。

(3)激光扫描测量。主要通过对飞机外形进行扫描，得到飞机外形数据，然后提取水平测量点坐标，进行飞机水平测量，如论文《飞机整机装配质量数字化测量技术》提出了一种高精度测量场，通过扫描测量获取飞机外形数据，这种测量方式测量数据量大，但测量数据处理时间长、效率低。

上述测量方法均存在测量效率低的问题，需要大量工装型架进行辅助测量，工作量大，测量难度大，因此，设计一种高效的飞机水平测量系统成为飞机水平测量亟待解决的关键问题，通过以下实施例具体说明。

实施例1

参照图1-图11，本实施例提供一种飞机整机水平测量系统，包括测量桁架100、多个测量相机200、测量笔300、单点投点装置400和特征识别装置500；多个测量相机200分别设置于测量桁架100的两内侧，以建立相机测量场；测量笔300位于相机测量场区域内，测量笔300用于对准第一待测点，并通过测量相机200获取测量笔300位置，以获取第一待测点的坐标信息；其中，第一待测点为飞机机身或腹部的水平测量点；单点投点装置400位于相机测量场区域内，单点投点装置400用于对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息；其中，第二待测点为飞机机身侧面或机翼的水平测量点；特征识别装置500设置于测量桁架100内顶部，特征识别装置500用于对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机200获取特征识别装置500的位置，以获取第三待测点的坐标信息；其中，第三待测点为飞机背面的水平测量点。

在本实施例中，针对飞机上不同区域的水平测量点位采用对应适用的测量方式，针对飞机机身或腹部等不便于直接投点测量的区域，采用人工手持测量笔300对准测量点位，并配合测量相机200对测量位置的采集，即可快速且有效地获取该测量点位的坐标信息；针对飞机机身侧面或机翼等便于直接投点的区域，则采用单点投点装置400对相应的测量点位投射激光光斑，并通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，从而获取该测量点位的坐标信息，快速且准确；针对相对位置较高的不便于人工操作测量的飞机背面区域，构建了专用的测量桁架100，并在测量桁架100内顶部设置特征识别装置500，并利用条纹投射技术，配合测量相机200对特征识别装置500位置信息的采集，从而可获得飞机背面对应测量点位的坐标信息；本申请对飞机上的水平测量点采用分区测量，且根据不同区域采用更适用的测量方式，有效提高了测量效率。

需要说明的是，上述测量相机200电性连接有计算机终端(图中未画出)，在相机测量场区域构建三维坐标系，测量相机200采集到的数据可通过计算机终端进行处理，从而快速得出测量点的坐标信息。

经测试，利用本实施例的系统对飞机进行水平测量，具有以下技术突破：

(1)测量精度高，利用本系统对飞机进行水平测量，测量精度可以达到±0.2mm以内，传统测量方法测量精度为±2mm；

(2)测量便捷，传统方法测量飞机背面水平测量点时，需要大量工装型架进行辅助测量，工作量大，测量难度大，采用本系统测量时不需要附加测量辅助工装，测量便捷；

(3)测量效率高，传统飞机水平测量一般需要3-4人，至少需要2天才能完成飞机的水平测量，采用本系统测量时仅需1人，1.5小时就能完成飞机水平测量。

作为一种可选的实施方式，单点投点装置400包括激光器410，激光器410上设置有两组瞄准相机420；其中，激光器410用于投射激光光斑，瞄准相机420用于分别采集激光光斑和第二待测点的图像信息。单点投点装置400还包括支撑架430，支撑架430顶部设置有微调机构440，激光器410设置于微调机构440顶部；其中，微调机构440用于调整激光器410位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合。

在本实施方式中，对飞机机身侧面或机翼位置进行水平测量时，先通过激光器410对第二待测点投射激光光斑，然后通过瞄准相机420分别采集激光光斑和第二待测点的图像信息，根据采集的图像信息，当激光光斑与第二待测点不重合时，可通过微调机构440调整激光器410位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合，然后再通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，从而获取该测量点位的坐标信息，操作快捷，且测量准确。

需要说明的是，单点投点装置400内置有控制模块，瞄准相机420分别采集的激光光斑和第二待测点的图像信息可输入给控制模块，控制模块比较激光光斑和第二待测点的位置差值，并将差值反馈给微调机构440，微调机构440驱动激光器410进行方向调整，直至第二待测点和激光光斑二者的中心重合，实现自动瞄准和投点。

另需说明的是，这里支撑架430采用可伸缩支架，便于调节激光器410高度；这里微调机构440包括连接在支撑架430顶部的旋转机构，旋转机构顶部设置有角度调节机构，激光器410设置于角度调节机构顶部，从而可对激光器410在水平方向旋转和对竖直方向进行角度调节，调节范围广，适用性好，测量时无需反复挪动整个装置，在测量范围时调节激光器410即可，进一步提高了操作效率；其中，旋转机构和角度调节机构可采用现有机构实现，实现方式多样，这里应当不受限制。

作为一种可选的实施方式，特征识别装置500包括机架510，机架510上分别设置有识别相机520、多面编码点530和侧面编码点540，机架510底部设置有投影仪550；其中，投影仪550用于对第三待测点投射条纹，识别相机520用于获取第三待测点的条纹图像，多面编码点530和侧面编码点540用于测量相机200拍摄，以获取特征识别装置500的位置信息。

在本实施方式中，对飞机背面位置进行水平测量时，先通过投影仪550对第三待测点投射条纹，再利用识别相机520获取第三待测点的条纹图像，识别相机520一般设置两组，且对称布置在投影仪550两侧，利用条纹投射技术，配合测量相机200对特征识别装置500位置信息的采集，将条纹图像数据和特征识别装置500位置信息数据传递给计算机终端处理，从而解算获得第三待测点的坐标信息。这里条纹投射技术是利用投影仪550投影出事先设计好的条纹，以及其他图案，并利用识别相机520来捕捉条纹打在待测物体表面的影像，再由计算机终端分析处理得到待测物体的三维形貌特征。

需要说明的是，所述多面编码点530和侧面编码点540均设置两组，且对称布置在投影仪550两侧；其中，多面编码点530整体呈环形且套设在机架510上，环形体外表面均布有多个编码点，便于不同位置的测量相机200拍摄到；侧面编码点540包括两个支架连接在机架510上的支架，支架底部均连接有面板，面板位于多面编码点530下方，两面板互相远离的一面均布有多个编码点；通过多个方位编码点的布置，可便于多个方位的测量相机200拍摄识别，从而采集到多组图像数据并输入计算机终端，从而提高数据计算的精确度。

作为一种可选的实施方式，特征识别装置500还包括安装架560，安装架560用于安装于测量桁架100内顶部，安装架560底部设置有伸缩机构570，机架510连接于伸缩机构570底部。

在本实施方式中，特征识别装置500可通过安装架560安装在测量桁架100内顶部，便于吊顶组装，伸缩机构570可带动机架510及机架510上的所有部件整体上下移动，以调节投影仪550高度，可适应不同尺寸飞机的测量，提高了通用性。这里伸缩机构570可采用伸缩缸、电动推杆等可实现伸缩功能的器部件，这里应当不受限制。

作为一种可选的实施方式，测量笔300包括测量杆310，测量杆310一端连接有探头320，测量杆310上设置有第一标志点330；其中，探头320用于对准第一待测点，第一标志点330用于测量相机200拍摄识别。

在本实施方式中，针对飞机机身或腹部等不便于直接投点测量的区域，可通过人工手持测量笔300进行测量操作，测量笔300可采用激光笔，操作时，将探头320对准第一待测点，探头320可发射出激光对准第一待测点，然后再利用测量相机200拍摄识别测量笔300上的第一标志点330，从而检测到测量笔300所在位置，操作方便快捷，将采集到的测量笔300位置数据输入计算机终端，通过计算处理即可得出第一待测点的坐标数据。

作为一种可选的实施方式，还包括相机标定装置600，相机标定装置600包括多个纵横交叉连接的横梁610和纵梁620，横梁610和纵梁620的交叉点形成第二标志点630；其中，第二标志点630用于测量相机200拍摄识别，以对测量相机200进行内参标定。

在本实施方式中，相机标定装置600设置于测量桁架100的内侧壁即可，测量相机200在使用之前，还需进行内参标定，相机内参标定主要用于确定相机的内方位元素和镜头光学畸变系数，在相机测量场建立时，测量相机200对形成的多个纵横排列的第二标志点630进行拍摄，对相机进行内参标定。

作为一种可选的实施方式，测量相机200包括连接于测量桁架100侧壁的安装支架210，安装支架210连接有旋转支架220，旋转支架220连接有拍摄相机230。

在本实施方式中，测量相机200通过安装支架210可拆卸连接于测量桁架100侧壁，便于组装，通过旋转支架220可调节拍摄相机230在竖直方向上的角度，从而调整相机视场范围，以围成可完全覆盖飞机的相机测量场。

作为一种可选的实施方式，在水平方向相邻测量相机200的相机视场重叠区域不少于65％，在竖直方向相邻测量相机200的相机视场需100％覆盖飞机，以保证测量数据不会遗漏，测量数据准确。

作为一种可选的实施方式，飞机位于测量场区域内时，飞机最大包络尺寸离测量桁架100两侧的距离均不小于500mm，飞机最大包络尺寸离测量桁架100顶部的距离不小于200mm，可形成合理的测量空间，同时可较好地适应测量相机200的焦距，以保证测量准确。

作为一种可选的实施方式，测量桁架100包括多个横向梁110，横向梁110两侧底部均连接有侧面立柱120，同一侧的相邻侧面立柱120之间连接有连接架130，横向梁110底部设置有纵向移动轨道140和横向移动轨道150，纵向移动轨道140和横向移动轨道150的底部均可滑动地设置至少一组特征识别装置500。

在本实施方式中，连接架130用于侧面立柱120的加固，需设计为多个三角形组成连接固定，保证横向梁110之间距离的稳定性；侧面立柱120主要用于相机固定和支撑的作用；横向梁110上还设置有辅助梁160，辅助梁160主要用于横向梁110的加固，一般选择2-3根辅助梁160对横向梁110进行加固，以保证测量过程中横向梁110的稳定性；纵向移动轨道140和横向移动轨道150可便于对应的特征识别装置500移动，从而可适应飞机背面不同位置的测量，这里特征识别装置500通过安装架560可滑动地连接于对应的纵向移动轨道140或横向移动轨道150底部；需要说明的是，特征识别装置500在轨道上的滑移可通过丝杆传动原理实现自动滑移，便于操作，易于实现。

作为一种可选的实施方式，侧面立柱120包括支撑柱121，支撑柱121上设置有至少两组上下布置的导滑轨122，测量相机200可滑动地设置于导滑轨122上，支撑柱121底部设置有地面固定部123，地面固定部呈三角结构，以便稳定地固定于地面上，支撑柱121顶部设置有连接部124，连接部124用于和横向梁110装配连接。

在本实施方式中，测量相机200可通过安装支架210可滑动连接于导滑轨122上，便于调节测量相机200上下位置，以适应不同尺寸飞机测量，测量相机200上下位置调节完成后，可通过固定装置或导滑轨122上自带的限位结构将测量相机200固定住即可。

实施例2

参照图1-图11，本实施例提供一种测量方法，基于实施例1中所述的一种飞机整机水平测量系统，包括以下步骤：

将测量笔300对准第一待测点，通过测量相机200获取测量笔300位置，以获取第一待测点的坐标信息；

将单点投点装置400对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机200拍摄激光光斑图像，以获取第二待测点的坐标信息；

将特征识别装置500对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机200获取特征识别装置500的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息。

在本实施例中，针对飞机机身或腹部等不便于直接投点测量的区域，采用人工手持测量笔300对准测量点位，并配合测量相机200对测量位置的采集，即可快速且有效地获取该测量点位(即第一待测点)的坐标信息；针对飞机机身侧面或机翼等便于直接投点的区域，则采用单点投点装置400对相应的测量点位投射激光光斑，并通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，从而获取该测量点(即第二待测点)位的坐标信息，快速且准确；针对相对位置较高的不便于人工操作测量的飞机背面区域，通过在测量桁架100内顶部设置特征识别装置500，并利用条纹投射技术，配合测量相机200对特征识别装置500位置信息的采集，从而可获得飞机背面对应测量点位(即第三待测点)的坐标信息；因此，本申请对飞机上的水平测量点采用分区测量，且根据不同区域采用更适用的测量方式，保证了测量精度，大幅降低了测量难度，从而提高了测量效率。

需要说明的是，上述针对飞机不同区域的三种测量方法的操作顺序应当不受限制，可根据现场实际情况选择优先对应飞机区域的测量方法，且为提高效率，三种测量方法可同时进行。

作为一种可选的实施方式，所述将单点投点装置400对第二待测点投射激光光斑，并通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息，包括：

通过激光器410投射激光光斑；

通过瞄准相机420分别采集激光光斑和第二待测点的图像信息；

分别提取激光光斑和第二待测点的中心坐标值并进行比较，以获得坐标差值；

根据坐标差值，判断激光光斑与第二待测点的中心是否重合，若重合，则进入下一步，若不重合，使微调机构440调整激光器410位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合；

通过测量相机200拍摄调整位置后的激光光斑的图像，以获取第二待测点的坐标信息。

在本实施方式中，在对第二待测点进行测量时，可利用瞄准相机420分别采集激光器410投射的激光光斑和飞机上的第二待测点的图像信息，并根据采集的图像信息，分别提取激光光斑和第二待测点的中心坐标值并进行比较，以获得坐标差值，从而判断激光光斑与第二待测点是否重合，若不重合，可通过微调机构440调整激光器410位置，以将激光光斑与第二待测点的中心重合，然后再通过测量相机200拍摄激光光斑的图像，这里可通过计算机终端提取激光光斑和第二待测点的中心坐标值并进行比较，计算准确，避免人为判断误差，以提高测量精度。

作为一种可选的实施方式，所述将特征识别装置500对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过测量相机200获取特征识别装置500的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息，包括：

通过投影仪550对第三待测点投射条纹；

通过识别相机520基于条纹获取第三待测点的条纹图像；

通过测量相机200拍摄多面编码点530和侧面编码点540的位置，以获取特征识别装置500的位置；

根据获取的条纹图像和特征识别装置500的位置信息，以获取第三待测点的坐标信息。

在本实施方式中，对飞机背面位置进行水平测量时，先通过投影仪550对第三待测点投射条纹，再利用识别相机520获取第三待测点的条纹图像，利用条纹投射技术，配合测量相机200对特征识别装置500位置信息的采集，将条纹图像数据和特征识别装置500位置信息数据传递给计算机终端处理，从而解算获得第三待测点的坐标信息，多面编码点530和侧面编码点540可便于多个测量相机200同时拍摄到，便于进行多方位拍摄，从而获取更多的测量数据，以提高测量精度。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，包括：

测量桁架；

多个测量相机，多个所述测量相机分别设置于所述测量桁架的两内侧，以建立相机测量场；

测量笔，所述测量笔位于所述相机测量场区域内，所述测量笔用于对准第一待测点，并通过所述测量相机获取所述测量笔位置，以获取所述第一待测点的坐标信息；其中，所述第一待测点为飞机机身或腹部的水平测量点；

单点投点装置，所述单点投点装置位于所述相机测量场区域内，所述单点投点装置用于对第二待测点投射激光光斑，并通过所述测量相机拍摄所述激光光斑的图像，以获取所述第二待测点的坐标信息；其中，所述第二待测点为飞机机身侧面或机翼的水平测量点；

特征识别装置，所述特征识别装置设置于所述测量桁架内顶部，所述特征识别装置用于对第三待测点投射条纹并获取图像，并通过所述测量相机获取所述特征识别装置的位置，以获取所述第三待测点的坐标信息；其中，所述第三待测点为飞机背面的水平测量点。

2.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述单点投点装置包括激光器，所述激光器上设置有两组瞄准相机；其中，所述激光器用于投射激光光斑，所述瞄准相机用于分别采集所述激光光斑和所述第二待测点的图像信息。

3.如权利要求2所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述单点投点装置还包括支撑架，所述支撑架顶部设置有微调机构，所述激光器设置于所述微调机构顶部；其中，所述微调机构用于调整所述激光器位置，以将所述激光光斑与所述第二待测点的中心重合。

4.如权利要求3所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述特征识别装置包括机架，所述机架上分别设置有识别相机、多面编码点和侧面编码点，所述机架底部设置有投影仪；其中，所述投影仪用于对所述第三待测点投射条纹，所述识别相机用于获取所述第三待测点的条纹图像，所述多面编码点和所述侧面编码点用于所述测量相机拍摄，以获取所述特征识别装置的位置信息。

5.如权利要求4所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述特征识别装置还包括安装架，所述安装架用于安装于所述测量桁架内顶部，所述安装架底部设置有伸缩机构，所述机架连接于所述伸缩机构底部。

6.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述测量笔包括测量杆，所述测量杆一端连接有探头，所述测量杆上设置有第一标志点；其中，所述探头用于对准第一待测点，所述第一标志点用于所述测量相机拍摄识别。

7.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，还包括相机标定装置，所述相机标定装置包括多个纵横交叉连接的横梁和纵梁，所述横梁和所述纵梁的交叉点形成第二标志点；其中，所述第二标志点用于所述测量相机拍摄识别，以对所述测量相机进行内参标定。

8.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述测量相机包括连接于所述测量桁架侧壁的安装支架，所述安装支架连接有旋转支架，所述旋转支架连接有拍摄相机。

9.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，在水平方向相邻所述测量相机的相机视场重叠区域不少于65％，所有所述相机视场形成所述相机测量场，且所述相机测量场100％覆盖飞机。

10.如权利要求1所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，飞机位于所述测量场区域内时，飞机最大包络尺寸离所述测量桁架两侧的距离均不小于500mm，飞机最大包络尺寸离所述测量桁架顶部的距离不小于200mm。

11.如权利要求1至9中任一项所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述测量桁架包括多个横向梁，所述横向梁两侧底部均连接有侧面立柱，同一侧的相邻所述侧面立柱之间连接有连接架，所述横向梁底部设置有纵向移动轨道和横向移动轨道，所述纵向移动轨道和所述横向移动轨道的底部均可滑动地设置至少一组所述特征识别装置。

12.如权利要求11所述的一种飞机整机水平测量系统，其特征在于，所述侧面立柱包括支撑柱，所述支撑柱上设置有至少两组上下布置的导滑轨，所述测量相机可滑动地设置于所述导滑轨上。

13.一种测量方法，其特征在于，基于如权利要求4所述的一种飞机整机水平测量系统，包括以下步骤：

将所述测量笔对准所述第一待测点，通过所述测量相机获取所述测量笔位置，以获取所述第一待测点的坐标信息；

将所述单点投点装置对所述第二待测点投射激光光斑，并通过所述测量相机拍摄所述激光光斑的图像，以获取所述第二待测点的坐标信息；

将所述特征识别装置对所述第三待测点投射条纹并获取图像，并通过所述测量相机获取所述特征识别装置的位置信息，以获取所述第三待测点的坐标信息。

14.如权利要求13所述的一种测量方法，其特征在于，所述将所述单点投点装置对所述第二待测点投射激光光斑，并通过所述测量相机拍摄所述激光光斑的图像，以获取所述第二待测点的坐标信息，包括：

通过所述激光器投射激光光斑；

通过所述瞄准相机分别采集所述激光光斑和所述第二待测点的图像信息；

分别提取所述激光光斑和所述第二待测点的中心坐标值并进行比较，以获得坐标差值；

根据所述坐标差值，判断所述激光光斑与所述第二待测点的中心是否重合，若重合，则进入下一步，若不重合，使所述微调机构调整所述激光器位置，以将所述激光光斑与所述第二待测点的中心重合；

通过所述测量相机拍摄调整位置后的激光光斑图像，以获取所述第二待测点的坐标信息。

15.如权利要求13所述的一种测量方法，其特征在于，所述将所述特征识别装置对所述第三待测点投射条纹并获取图像，并通过所述测量相机获取所述特征识别装置的位置信息，以获取所述第三待测点的坐标信息，包括：

通过所述投影仪对所述第三待测点投射条纹；

通过所述识别相机基于条纹获取所述第三待测点的条纹图像；

通过所述测量相机拍摄所述多面编码点和所述侧面编码点的位置，以获取所述特征识别装置的位置；

根据获取的所述条纹图像和所述特征识别装置的位置信息，以获取所述第三待测点的坐标信息。