产品介绍

面向航空发动机异物侵入测试需求，我公司开发了基于多目视觉的航空发动机TB/N轨迹、速度测量系统。系统集成了多高速相机同步触发技术、多目相机快速标定技术、异物图像特征快速提取和匹配方法、基于重心提取的异物轨迹快速拟合及速度测量功能。

系统组成

1.光源模块：根据不同测量场景布置多聚光光源实现异物图像采集照明需求；

2.图像数据同步采集集群：根据实际测量场景布置多高速相机同步采集集群，采用硬件触发形式实现多相机同步采集；

3.上位机软件：进行测量系统的参数配置、多高速相机器协同标定、异物状态显示、异物轨迹重建、异物实时位置和速度显示等功能。

性能指标

产品优势

该成果可应用于针对航空发动机TB/N试验轨迹、速度定量测量手段缺乏的问题，构建了高精度摄像机三维标定模型，突破了TB/N轨迹、速度难以定量测量的问题，实现了B/N物体轨迹与速度的准确估计及不确定度评定，为航空发动机TB试验轨迹、速度研究提供有力的数据支撑。

解决方案

（1）基于双高速相机的TB/N过程轨迹测量模型及结构优化方法

由于TB/N的试验场地空间有限、B/N的运动轨迹较长且照明设备安装位置有限，对双目相机和光源布局的合理性提出较高要求。在试验场地空间有限的条件下，为实现B/N较长运动轨迹的高精度测量，通过对高速相机进行侧面双目布局，使双目相机在整个运动轨迹上具有较高的分辨力；通过改变双目相机光轴夹角和物距，实现符合项目测量长度要求的共同视野。在上述基础上，通过仿真及试验多次迭代，确定双目高速相机布局。照明是视觉检测系统成像的关键条件，直接影响着视觉检测系统质量，项目设计多光源照明布局方案，通过优化照明布局，改善照明条件，同时对照明方式进行仿真与试验，验证不同的照明方式对成像质量的影响并综合考虑现场安装条件，确定照明方式。

（2）基于双目视频图像的TB/N轨迹、速度估计与不确定度评定技术

由于B/N的位姿在飞行过程中极易发生变化，而且运动速度较快，这对运动物体的特征识别、特征定位、特征匹配、运动跟踪、深度及运动参数估计提出了严峻的挑战。项目开展基于侧面双目视频图像的TB/N轨迹与速度估计方法研究，通过融合深度信息的卡尔曼滤波器修正方法，对视频图像深度及运动参数进行优化，实现TB/N轨迹与速度的准确测量，并形成测量不确定度评定方法。

应用情况

在长度2m的场地进行试验，实现了轨迹测量精度优于±1%；以光栅尺为基准20m/s进行速度测试，速度精度优于±3%。