基于CUDA的直升機旋翼槳葉擺振角快速測量方法研究.pdf

1、直升機旋翼槳葉運動參數(shù)不僅是旋翼設(shè)計階段非常重要的性能評估指標，也是直升機日常維護的重要檢測項目，直接影響直升機的安全性、可靠性。針對基于立體視覺的直升機旋翼槳葉擺振角測量CPU串行算法效率不高的問題，利用圖像處理單元（GPU）并行計算技術(shù)，開展了基于CUDA統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu)的直升機旋翼槳葉擺振角快速測量方法研究，主要研究內(nèi)容和研究成果如下：
　　（1）構(gòu)建了基于CUDA的直升機旋翼槳葉擺振角快速測量系統(tǒng)，主要分為硬件和軟件兩個子

2、系統(tǒng)。硬件子系統(tǒng)主要包括PC機、Cameralink攝像機、Cameralink圖像采集卡、倍頻器、LED光源等，根據(jù)擺振角測量系統(tǒng)各項技術(shù)指標要求，進行硬件功能模塊設(shè)計和主要設(shè)備的選型；軟件子系統(tǒng)主要包括旋翼圖像采集、雙目攝像機標定、圖像預(yù)處理、基于CUDA的標記點快速檢測、標記點解碼匹配、擺振角計算等功能模塊，構(gòu)建了擺振角測量軟件開發(fā)框架，編程實現(xiàn)了各個軟件模塊。
　?。?）提出了一種基于CUDA的標記點快速檢測算法。首先，對

3、算法中最耗時的圖像去噪、閾值分割、連通域標記、邊緣檢測等部分進行并行化設(shè)計；然后，采用多層次并行策略將大量密集運算分配到不同的圖像處理單元上并行執(zhí)行，利用共享內(nèi)存和共享寄存器加速數(shù)據(jù)訪問；最后，通過不同像素大小的旋翼槳葉圖像測量實驗，結(jié)果表明該方法執(zhí)行效率明顯高于CPU串行方法，可滿足旋翼槳葉擺振角快速測量的要求。
　?。?）提出了一種直升機旋翼槳葉擺振角測量方法。首先，采用張正友攝像機標定方法對雙目攝像機進行標定；其次，采集直升