飛機要空中加油?離不開這門測量技術!

瞭解“攝影測量”

攝影測量是利用影像重建物體空間的幾何和物理模型,即利用攝影和傳感器獲得被研究對象的影像和數字信息,經圖像處理、幾何信息的量測和物理信息的提取過程,從而求得物體大小、形狀、空間位置及其性質等。其特點是不觸及被研究物體,而是通過像片或數字信息的研究達到目的,並可在信息中任意選擇研究對象。攝影測量可採用多種手段、方法和材料獲取固體、液體、氣體、靜態、動態、瞬間、微小或巨大物體的影像信息,並促使研究和應用領域不斷擴大。

攝影測量技術由於直觀性好、精度高等優點,在試飛測試領域發揮著重要作用,主要用於空中加油、機翼變形、外掛物投放、阻力傘性能測試等科目中。

空中加油

飛機空中加油系統用於延長作戰飛機的留空時間、增加載彈量,加大作戰半徑、提高遠程作戰能力。對任何一種新飛機的加油系統都必須進行試飛,通過試飛,研究出實現新飛機安全、成功的加油方法,使試飛員掌握正確的加油駕駛技術,併為編寫該機的飛行手冊提供必要的依據。同時,通過試飛測試,為加油系統和飛機的設計定型提供技術依據。

機翼變形

在飛機設計定型航電武器試飛任務中,機翼變形測量是航電武器系統試飛不可缺少的重大試驗項目。機翼變形量直接影響機載武器命中精度,必須測量出各種飛行狀態下機載武器掛飛過程中的三維運動姿態參數,以便確定因機翼變形引起的對準誤差。

飛機要空中加油?離不開這門測量技術!

外掛物投放

飛機的外掛物投放過程運動參數測試分析是科研試飛領域中經常遇到的課題之一。通過實際投放試驗,現場攝影測試,可以直觀地復現各機構的工作情況,測量出主輔接頭在拋放分離過程中的運動參數和掛架迴轉運動參數。

阻力傘性能測試

阻力傘安裝在機身尾部的放置槽內,飛機著陸過程中,阻力傘產生的巨大阻力可以大大縮短飛機著陸滑跑距離,從而保證在應急情況下飛機不會衝出跑道,其工作可靠性直接影響著飛行安全。通過飛機地面滑行放傘試驗和著陸放傘試驗,測定阻力傘在穩定工作時的垂直、水平擺角,從而判定阻力傘在規定工作條件下的輕度和工作性能。

飛機要空中加油?離不開這門測量技術!

攝影測量技術將運動過程記錄在二維影像上,為課題與試飛監控指揮人員提供直觀的影像信息,同時通過圖像處理、特徵識別、攝影測量計算,獲取運動目標的位置、姿態與速度等測量信息。但受目標識別技術的限制,目前還未真正實現目標的實時自動化測量,大部分處在事後數據處理階段,且需要較多的人工干預,不能滿足試飛任務密集、強度大等新形勢下測試科目對測量數據的實時或準實時性需求。因此,研究適合航空飛行測試影像的自動化處理技術對提升影像測量自動化程度、處理效率,進而實現實時目標視頻圖像測量具有重要意義。

《中國測試》最新一期的文章《基於空間拓撲關係的目標自動跟蹤與位姿測量技術》(點擊閱讀)針對試飛光電測試中目標運動軌跡姿態自動化測量的問題,提出一種基於空間拓撲關係的目標自動識別跟蹤與位姿參數同步測量技術。

首先通過對被測目標表面的圓形標誌點密集佈設、目標運動過程的圖像高速採集、圓形標誌點不同視角下的自動精確提取,實現目標的自動檢測;之後基於多點空間拓撲關係進行同名像對的匹配,並結合雙攝像機的標定參數進行前方交會測量,實現目標表面標誌點的三維重建;再採用基於多點空間拓撲約束、點距判定以及座標旋轉平移變換算法的點雲塊配準方法,實現目標自動跟蹤與運動過程的軌跡姿態參數測量。

試驗證明,該方法切實可行,可獲得亞毫米級的定位精度和優於0.11°的定姿精度,且能夠全自動處理,從而大大提升試飛測試中影像測量的數據處理效率,同時為飛行影像數據自動化、實時化處理提供了一種有效技術手段。

飛機要空中加油?離不開這門測量技術!


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