旋翼运动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,直升机旋翼摆振角是直升机旋翼桨叶运动参数之一。本文采用四目立体视觉技术开展直升机摆振角测量研究,本文的主要工作内容与研究成果如下:(1)本文对课题组研发的基于四目立体视觉的直升机旋翼挥舞角测量系统进行改进,提高了系统在实际环境下的稳定性与可靠性。在硬件方面,改进相机触发输入信号接口,克服了原系统中高速采集左右相机不同步的现象;增加远程控制计算机,提高了现场操作人员的安全性。在软件方面,优化了界面流程操作,便于动态设置参数;优化了相机标定与三维测量的代码,提高了系统的鲁棒性。经过现场测试,验证了系统的稳定性与可靠性。(2)研究了标记点检测方法。针对高速欠曝光环境下桨叶图像中标记点存在漏检的问题,研究并实现一种基于CLAHE图像增强的标记点检测方法。首先,设置CLAHE裁减系数,用于调节增强效果;其次,利用OpenCV库提供的CLAHE函数进行图像增强;再次,利用EDPF方法进行标记点的轮廓检测;最后,利用自适应阈值CIC方法对圆形标记点轮廓进行筛选。通过对现场环境中大量桨叶标记点图像进行测试,验证了该方法的对高速欠曝光环境中标记点检测的有效性。(3)研究了标记点匹配方法。为解决传统匹配方法存在抗干扰性差,以及因部分标记点未识别导致匹配失败的问题,提出一种基于内矩阵圆的匹配方法。首先,根据内矩阵圆的排列设计查找符合条件的内矩阵圆;然后,根据内矩阵圆的位置查找导向圆,对标记点进行排序;最后,对缺损的标记点区域利用最小二乘法拟合的方法进行精确定位。通过对大量现场环境中靶标与桨叶标记点的匹配测试,验证了该方法在存在干扰与复杂背景环境下具有较强的抗干扰性。(4)提出了基于四目立体视觉的直升机旋翼摆振角测量方法。首先,将四目立体视系统同步采集所有方位的桨叶图像,并将图像进行校正、增强处理;其次,对图像进行标记点检测、标记点匹配操作,并根据视差原理计算标记点的三维坐标;然后,利用全站仪将两组摄像机坐标系转换至同一坐标系;最后,建立旋翼坐标系,并根据摆振角计算公式计算出旋翼摆振角。经过大量旋翼测量实验,验证了本文提出的摆阵角测量有效且具有较高的准确性。