挥舞角与摆阵角、扭转角的变化共同组成直升机旋翼桨叶的变形参数。在旋翼桨叶运动过程中测量桨叶变形参数,可确定桨叶运动范围和桨尖运动轨迹,为旋翼结构设计、桨毂上下限动块设计、桨叶载荷设计、旋翼共锥度调整提供重要依据。旋翼桨叶变形参数测量直接关系到直升机的安全性、舒适性、可靠性和武器系统的准确性,是直升机研制、生产和使用维护中的重要检查项目。针对现有测量方法存在操作复杂,自动化程度和测量精度有待进一步提高的问题,本文在基于立体视觉测量方法的基础上,采用编码标记点方法和旋翼坐标系法,开展了直升机旋翼桨叶挥舞角测量方法研究,主要研究内容和成果如下:(1)建立了基于双目视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量系统。开展了测量系统的硬件和软件设计。硬件方面,分数据处理、双目视觉和触发信号控制等三个模块对主要设备进行了选型分析;首先,根据系统对数据处理效率及存储空间大小的要求,对PC机的选型进行了分析;其次,根据系统对双目视觉测量精度的要求,对摄像机和镜头的选型进行了分析;最后,根据双目视觉系统对触发信号的要求,对倍频器的设计进行了分析。软件方面,分图像采集、标记点三维坐标计算和挥舞角计算等三个模块,对软件各项功能进行了概要设计分析。系统实现了高速旋转桨叶的高清双目图像采集,构建了挥舞角测量方法实现框架。(2)研究并实现了基于双目视觉的标记点三维信息测量方法。首先,利用OpenCV技术,实现了双目摄像机的标定以及旋翼桨叶图像的校正;其次,研究了环状人工编码标记点的原理,采用大津法、形态学滤波、形状因子法、椭圆拟合等方法,实现了编码标记点的自动检测,并根据码值相等的原则实现了标记点的自动匹配;最后,根据标记点匹配结果,利用重投影方程实现了标记点三维信息的测量。实验结果表明,本文采用的摄像机标定算法误差小于0.37像素,标记点三维信息的测量误差小于2 mm,实现了标记点三维信息自动化、高精度测量。(3)研究并实现了直升机旋翼桨叶挥舞角的测量。首先,研究了直升机旋翼桨叶挥舞角的定义及其测量方法;其次,根据旋翼坐标系的定义,通过计算标记点三维坐标,建立了旋翼坐标系,并将标记点的三维信息从摄像机坐标系转换到旋翼坐标系;最后,在旋翼坐标系下,实现了旋翼桨叶挥舞角的计算。通过仿真实验证明,本文旋翼坐标系参数计算误差小于2 mm,计算得到的挥舞角大小稳定,可以满足直升机旋翼桨叶挥舞角测量的要求。