根据飞机地面最小操纵速度试飞的光电测试需求, 提出一种基于前视跑道图像的飞机偏心距精确测量技术, 通过在飞机中后段机腹中心线上加装前视高速数字摄像机, 获取飞机运动时跑道及飞机起落架的前视序列图像, 通过图像判读获取飞机主起连线与跑道标识线交点的亚像素坐标, 在摄像机测量参数高精度标定的基础上, 根据摄影测量的单站定位原理精确解算交点在物方空间坐标系下的坐标, 进而获取飞机偏离跑道中心线的距离。飞行试验测试结果表明, 该测量方案切实可行, 数据直观可靠, 可实现3 cm的测量精度, 完全满足试飞测试任务需求。
高速数字摄像机 摄像机标定 前视跑道图像 偏心距 单站定位 high-speed digital camera calibration forward-looking runway image departure distance single-station location
在空间较小的动平台上, 光电经纬仪在目标进近下滑段离飞行目标距离很短(小于200 m), 此时跟踪角速度大, 很容易丢失激光合作目标, 且会出现激光漫反射现象, 导致激光测距信息无效。为解决无激光测距无法使用原有方法进行轨迹测量的问题, 本文提出无激光测距的经纬仪单站精确测量方法, 其在经纬仪精确标定的基础上, 结合中线视频、经纬仪视频和平台运动姿态, 采用空间几何和共线条件的方法实现目标单站定位测量。试验结果表明该方法具有标定简易、定位精度高、可靠性强等优点, 动态条件下实际测量精度, 飞行方向优于0.3 m, 高程方向优于2.5 cm, 由中线视频获得的偏航精度优于5 cm, 满足测试需求。
动平台 光电经纬仪 无激光测距 航迹测量 进近段 moving platform photoelectric theodolite no laser ranging track measurement approach segment
根据运动目标性能试验需求及试验平台的特点,建立一个影像数据测量系统,实现目标的运动视频记录和外部参数测量。采用基于OpenCV的棋盘格内参数标定结合基于平台上固定标识点、线为基准的外场标定的摄像机标定方法,采用高速影像数据、中线视频数据和GPS数据相结合的方法实现目标运动的轨迹、姿态等参数的测量。通过测量精度分析及多次试验结果证明,测量精度达到水平方向优于10 cm,高程方向优于5 cm,姿态精度优于0.5°。
动平台 高速影像 中线视频 GPS数据 运动目标测量 精度分析 moving platform high-speed image midline video GPS data measurement of moving object precision analysis
为了更好地解决目前飞行试验中飞机着陆时姿态角参数精确测量问题,基于灭点理论,根据飞机降落过程中机载摄像机所获取到的跑道面影像,提出利用跑道平行线解算飞机姿态角参数的新方法。论述了灭点与摄像机外方位角元素的函数关系,建立了基于灭点几何与直线几何约束条件进行姿态角参数解算的数学模型。试验结果表明,该方法切实可行,能够获得精确可靠的飞机着陆过程中姿态角数据。
灭点 飞机姿态角 平行线 直线几何约束 飞行试验 vanishing point aircraft attitude parallel lines line geometric constrains flight test
1 中国飞行试验研究院,西安710089
2 海军驻阎良地区航空军事代表室,西安710089
飞行试验具有试验强度高,测试参数多,测试、处理、监控与显示实时性高,试飞风险大,技术要求高等特点。如何满足现代技术条件下,对多测试系统之间数据传输的实时性与可靠性,是研究的重点。针对这种要求,专门研制了一套分布式飞行试验测试系统。系统采用分布式双光纤网络体系架构,结合数字视频组播、光传输时间码、NTP网络授时等技术,实现了多测试系统协调、可靠、高效稳定的工作。该系统设计思想对未来**试验与飞机飞行试验测试系统建设具有借鉴和推广意义。
飞行试验 网络架构 测试系统 flight test network architecture test system