南昌航空大学熊邦书获国家专利权
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龙图腾网获悉南昌航空大学申请的专利一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120558097B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511045913.X,技术领域涉及:G01B11/03;该发明授权一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法是由熊邦书;游滔;欧巧凤;陈九九;饶智博设计研发完成,并于2025-07-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法在说明书摘要公布了:本申请涉及一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法,它包括如下步骤:将两个工业相机安装在旋翼桨毂上方;将自发光标记点粘贴于桨叶的上表面,采集自发光标记点图像;构建自发光标记点检测网络模型并进行训练与部署,检测自发光标记点的中心像素坐标;对自发光标记点的中心像素坐标进行三维坐标解算后转换至以旋翼桨毂中心为原点的桨毂坐标系下,并计算桨叶挥舞量。本发明能够有效克服现有方法中自发光标记点检测精度低、微小目标特征提取困难以及桨毂坐标系转换误差大的问题,实现自发光标记点的高精度定位与桨叶挥舞量的精确测量,为旋翼系统的性能优化、疲劳寿命预测及振动控制提供数据支撑。
本发明授权一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法在权利要求书中公布了:1.一种基于自发光标记点检测的直升机桨叶挥舞量测量方法,其特征在于,包括如下步骤: S1:将两个工业相机安装在旋翼桨毂上方,搭建随旋翼同步转动的立体视觉采集架构并进行立体视觉标定; S2:将自发光标记点粘贴于桨叶的上表面,旋翼旋转时使用工业相机采集自发光标记点图像; S3:构建自发光标记点检测网络模型,并对所述自发光标记点检测网络模型进行训练与部署,使用训练好的自发光标记点检测网络模型检测自发光标记点的中心像素坐标;所述自发光标记点检测网络模型为改进的RT-DETR网络,改进方式为使用焦点调制结构替换RT-DETR网络尺度内交互结构,具体步骤为: S301:利用标注工具对自发光标记点图像进行标注,得到对应的标签文件,将自发光标记点图像及对应的标签文件组成自发光标记点数据集; S302:建立自发光标记点检测网络模型;所述改进的RT-DETR网络包括主干网络、颈部网络和头部网络;所述主干网络用于对输入图像进行特征提取,并将最后三阶段的特征、特征和特征输入到的颈部网络;所述颈部网络通过焦点调制结构对特征进行特征增强得到特征,并通过跨尺度特征融合结构对特征、特征和特征进行特征融合,并将融合特征转换为图像特征序列;所述头部网络通过交并比感知查询从颈部网络输出的图像特征序列,并从中选择固定数量特征作为编码器的初始目标查询,解码器通过辅助预测头迭代优化目标查询,生成边界框和置信度得分; S303:使用自发光标记点数据集进行模型训练,使用回归损失函数LFocaler-SIoU计算预测框与真实框误差,并将误差反向传播,更新网络权重,实现网络收敛,得到最优检测模型;将最优检测模型导出为.engine格式的序列文件,并通过TensorRT进行部署;使用训练好的自发光标记点检测网络模型检测自发光标记点的中心像素坐标; S4:对自发光标记点的中心像素坐标进行三维坐标解算,获取自发光标记点在工业相机坐标系下的三维坐标,具体过程为:选取中心像素坐标纵轴值最大的两个自发光标记点,计算两点直线方程;计算所有自发光标记点到直线方程的距离,筛选出桨叶四分之一弦处距离最近的个自发光标记点,以及桨叶四分之三弦处距离最远的个自发光标记点;根据自发光标记点纵轴值从大到小的顺序,为个自发光标记点升序编号;按照编号匹配两个工业相机采集自发光标记点图像中的自发光标记点;根据匹配关系确定两个工业相机采集的自发光标记点图像的水平视差值;利用水平视差值结合工业相机的基线距离和焦距,计算自发光标记点的深度信息;通过重投影矩阵将二维像素坐标与深度信息融合,得到自发光标记点在工业相机坐标系下的三维坐标; S5:将自发光标记点在工业相机坐标系下的三维坐标,转换至以旋翼桨毂中心为原点的桨毂坐标系下,以准确描述桨叶气动特性并计算桨叶挥舞量,桨毂坐标系转换公式为: ; 其中,表示第i个方位处桨毂坐标系的X轴方向向量,表示第i个方位处桨毂坐标系的Y轴方向向量,表示第i个方位处桨毂坐标系的Z轴方向向量;表示桨毂坐标系原点的x坐标值,表示桨毂坐标系原点的y坐标值,表示桨毂坐标系原点的z坐标值;表示第i个方位处原坐标系下第j个自发光标记点的x坐标值,表示第i个方位处原坐标系下第j个自发光标记点的y坐标值,表示第i个方位处原坐标系下第j个自发光标记点的z坐标值;表示第i个方位处桨毂坐标系下第j个自发光标记点的x坐标值,表示第i个方位处桨毂坐标系下第j个自发光标记点的y坐标值,表示第i个方位处桨毂坐标系下第j个自发光标记点的z坐标值; 桨叶挥舞量的计算公式为: ; 其中,表示桨叶挥舞量;表示第i个方位处桨毂坐标系下测量图像中第j个自发光标记点的三维坐标值;表示第i个方位处桨毂坐标系下,基准图像中第j个自发光标记点的三维坐标值。
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