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原文传递一种基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法

专利名称：	一种基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法
摘要：	一种基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法。其包括建立飞机蒙皮小型损伤定位系统；对摄像机进行标定；在飞机蒙皮表面的破损部位布置蜂巢模型标记点；利用摄像机对破损部位进行拍摄；对拍摄的原始图像进行亚像素级处理，得到标记点的像素边缘；从像素边缘中提取出六边形边界点；根据六边形边界点计算出经过标记点中心的直线及该直线的交点坐标；根据标记点的交点坐标计算出标记点的实际中心位置等步骤。本发明能实现飞机蒙皮表面标记点间的特征对比与匹配，进而实现对飞机蒙皮破损部位的精确检测。其意义在于利用圆的内接正六边形蜂巢模型的无限与无缝隙外扩性来进行定位设计，以达到飞机蒙皮破损检测的高匹配效率、高检测精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	中国民航大学
发明人：	吴军;李鑫;李雁玲;王科平
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910300451.X
公开号：	CN110018170A
代理机构：	天津才智专利商标代理有限公司
代理人：	庞学欣
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	300300 天津市东丽区津北公路2898号
主权项：	1.一种基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1)建立飞机蒙皮小型损伤定位系统；所述的系统包括测量旋转台(1)、两个摄像机(2)、同步频闪控制装置(3)和计算机(4)；其中：测量旋转台(1)为放置待检测的飞机蒙皮(5)的可控旋转平台；摄像机(2)为包含照明光源和摄像头的图像采集装置，两个摄像机(2)分别置于测量旋转台(1)的两侧上方，且摄像机镜头对准待检测的飞机蒙皮(5)；同步频闪控制装置(3)为图像采集同步控制装置，分别与两个摄像机(2)相连接，用于实现两个摄像机(2)的图像同步采集；计算机(4)分别与两个摄像机(2)及测量旋转台(1)相连接，通过两个摄像机(2)采集待检测的飞机蒙皮(5)的图像信息并进行处理，并控制测量旋转台(1)的旋转速度；步骤2)利用上述飞机蒙皮小型损伤定位系统中的计算机对两个摄像机进行标定；步骤3)在待检测的飞机蒙皮表面的破损部位布置蜂巢模型标记点；步骤4)利用上述飞机蒙皮小型损伤定位系统中的两个摄像机对待检测的飞机蒙皮上的破损部位进行拍摄，获得原始图像；步骤5)对上述拍摄的原始图像进行亚像素级处理，得到标记点的像素边缘；步骤6)从上述像素边缘中提取出六边形边界点；步骤7)根据上述六边形边界点计算出经过标记点中心的直线以及该直线的交点坐标；步骤8)根据上述标记点的交点坐标计算出标记点的实际中心位置。 2.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的摄像机(2)采用高速CCD相机。 3.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的利用上述飞机蒙皮小型损伤定位系统中的计算机对两个摄像机进行标定的方法为非参数模型校准方法，结合摄像机成像原理及垂线法，直接建立空间不同方位与相面位置的对应关系，通过将成像平面细化分割，利用插值解算得到任意被测未知点的偏移量，从而得到高精度标定结果。 4.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的在待检测的飞机蒙皮表面的破损部位布置蜂巢模型标记点的方法是在待检测的飞机蒙皮(5)表面的破损部位布置蜂巢模型的标记点，所述的标记点采用正六边形反光标记点，由多个正六边形反光标记点构成蜂巢模型。 5.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤5)中，所述的对上述拍摄的原始图像进行亚像素级处理，得到标记点的像素边缘的方法是：对步骤4)采集得到的原始图像进行二值化以及形态学处理，再采用自适应中值滤波的方法滤除噪声，从而得到标记点的像素边缘。 6.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤6)中，所述的从上述像素边缘中提取出六边形边界点的方法是：对步骤5)中经过亚像素级处理得到的像素边缘进行灰度加权计算得到边缘灰度值，从而提取出正六边形反光标记点的中心坐标；并且对于每个像素边缘点，沿着该点到正六边形反光标记点中心的方向计算出径向灰度梯度，然后通过灰度加权质心算法求得六边形边界点。 7.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤7)中，所述的根据上述六边形边界点计算出经过标记点中心的直线以及该直线的交点坐标的方法是：由于边界点符合外接圆投影形成的椭圆曲线的性质，所以利用椭圆拟合与正六边形对角线所在的直线的交点得到方程，计算出经过正六边形反光标记点中心的直线以及该直线的交点坐标。 8.根据权利要求1所述的基于蜂巢模型的飞机蒙皮小型损伤定位方法，其特征在于：在步骤8)中，所述的根据上述标记点的交点坐标计算出标记点的实际中心位置的方法是根据调和共轭原理和交比不变性计算出标记点的实际中心位置。
所属类别：	发明专利