基于CUDA的直升機(jī)旋翼槳葉擺振角快速測量方法研究.pdf

1、直升機(jī)旋翼槳葉運(yùn)動參數(shù)不僅是旋翼設(shè)計(jì)階段非常重要的性能評估指標(biāo)，也是直升機(jī)日常維護(hù)的重要檢測項(xiàng)目，直接影響直升機(jī)的安全性、可靠性。針對基于立體視覺的直升機(jī)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(jì)算技術(shù)，開展了基于CUDA統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu)的直升機(jī)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：
　?。?）構(gòu)建了基于CUDA的直升機(jī)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(jī)、Cameralink攝像機(jī)、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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，進(jìn)行硬件功能模塊設(shè)計(jì)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(jī)標(biāo)定、圖像預(yù)處理、基于CUDA的標(biāo)記點(diǎn)快速檢測、標(biāo)記點(diǎn)解碼匹配、擺振角計(jì)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(shí)現(xiàn)了各個軟件模塊。
　?。?）提出了一種基于CUDA的標(biāo)記點(diǎn)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(biāo)記、邊緣檢測等部分進(jìn)行并行化設(shè)計(jì)；然后，采用多層次并行策略將大量密集運(yùn)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(shí)驗(yàn)，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(jī)旋翼槳葉擺振角測量方法。首先，采用張正友攝像機(jī)標(biāo)定方法對雙目攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定；其次，采集直升