直升机旋翼桨叶挥舞角是验证旋翼制造工艺,以及反映旋翼工作状态的重要参数,直接影响直升机的安全性和稳定性,其精确测量对直升机维护和生产具有重要意义。针对现有的双目立体视觉直升机旋翼挥舞角测量系统会受到视场大小、摄像机分辨率的限制,以及测量物的自遮挡,本文采用四目立体视觉技术,开展了直升机旋翼桨叶挥舞角测量系统的研究,主要工作内容和研究成果如下:(1)设计了基于四目立体视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量系统。根据需求分析,进行了挥舞角测量系统的软硬件设计,并完成了软硬件的联调。硬件方面,根据各项技术指标的要求,完成了摄像机、图像采集卡、PC机、倍频器、全站仪和光源等硬件设备的选型。软件方面,根据系统需求,完成了软件总体设计,软件系统主要包括设备管理、图像采集、四目立体视觉标定、标记点三维信息计算和挥舞角计算等功能模块,并利用Visual Studio 2010实现了各模块功能。经过软硬件联调,本文设计的测量系统可满足用户需求。(2)研究并实现了一种基于全站仪的四目立体视觉标定方法。首先,将四目立体视觉分成两组双目立体视觉,并完成立体标定;然后,将棋盘格靶标分别放置在两组双目立体视觉视场中并采集棋盘格图像,并计算棋盘格角点在两组摄像机坐标系下的三维坐标,同时利用全站仪采集棋盘格角点在全站仪坐标系下的三维坐标;最后,利用两组摄像机坐标系和全站仪坐标系下的角点三维坐标计算出两组摄像机坐标系与全站仪坐标系间的位置关系,通过坐标系间的位置关系分别将两组双目立体视觉系统转换到全站仪坐标系下,即完成四目立体视觉系统标定。通过真实的四目立体视觉标定实验,结果表明,本方法具有较高的标定精度,可满足直升机旋翼挥舞角测量要求。(3)提出了一种基于四目立体视觉桨叶挥舞角测量方法。首先,利用四目立体视采集不同方位粘有标记点的桨叶图像对,两对双目立体视觉各分管桨叶轨迹平面的180°;其次,通过图像校正、标记点检测、标记点匹配和双目立体视觉标定结果计算出桨叶图像中标记点在双目立体视觉坐标系下的坐标,并利用四目立体视觉标定结果计算标记点在全站仪坐标系下的三维坐标;再次,利用桨叶上标记点的三维坐标,计算旋翼坐标系,并将全站仪坐标系下的三维坐标转换到旋翼坐标系下;最后,根据挥舞角计算公式,利用旋翼坐标系下的标记点三维坐标计算出桨叶挥舞角大小。以刚性叶片模拟直升机旋翼桨叶,开展了挥舞角测量实验,结果表明,本方法具有较高的精度,可满足直升机旋翼挥舞角测量要求。