飞行器运动测量方法、装置和系统

技术领域

本申请属于飞行器领域，尤其涉及一种飞行器运动测量方法、飞行器运动测量装置和飞行器运动测量系统。

背景技术

目前测量旋转翼变形的方法主要包括接触式测量和非接触式测量，接触式测量是通过监测测头与实物的接触情况获取数据，但所用传感器数量不足以完全解决叶片的几何形状且传感器影响旋转翼结构，运动信息和变形信息耦合，解耦方法不严谨，测量精准度不高；测量需要人工辅助，操作不当会损害工件表面精度，影响测量精准度，以逐点方式进行测量，效率低；非接触式测量是通过光、气流或者声与工件接触获取数据，但非接触式测量易受工件表面的反射特性影响，且大多使用光敏位置探测器检测光电位置，导致测量精度不够高。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种飞行器运动测量方法、飞行器运动测量装置和飞行器运动测量系统，解决目前飞行器运动测量方法需要高速摄像机且运动信息和变形信息耦合导致的测量成本高以及测量精确度较低的问题。

第一方面，本申请提供了一种飞行器运动测量方法，该方法包括：

基于待测飞行器的旋转翼在多个时刻下的图像信息，确定所述旋转翼上特征点在第一时刻的第一特征集和第二时刻的第二特征集；

对所述第一特征集和所述第二特征集进行3D配准，获取所述旋转翼的第一运动信息以及3D配准后的第三特征集；

基于所述第三特征集和所述第一特征集，确定所述旋转翼对应的变形量信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，通过飞行器旋转翼在多个时刻下的图像信息，可以确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；进行3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

根据本申请的飞行器运动测量方法，所述基于所述第三特征集和所述第一特征集，确定所述旋转翼对应的变形量信息，包括：

将所述第三特征集中第一目标特征点和所述第一特征集中与所述第一目标特征点对应的第二目标特征点对应的坐标向量相减，获取所述特征点所在表面区域的变形量信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，在所述获取所述特征点所在表面区域的变形量信息之后，所述方法还包括：

以所述特征点为节点对所述旋转翼的表面进行空间三角剖分，获取多个三角形区域；

基于所述特征点所在表面区域的变形量信息，在所述特征点为顶点的三角形区域内部进行三角形插值计算，获取所述旋转翼的表面内各点的变形量信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，所述第一运动信息包括速度信息和加速度信息中的至少一种，所述对所述第一特征集和所述第二特征集进行3D配准，获取所述旋转翼的第一运动信息，包括：

对所述第一特征集和所述第二特征集进行3D配准，获取所述旋转翼的初始运动信息；所述初始运动信息在时间轴上呈离散曲线；

对所述离散曲线进行一阶差分确定所述速度信息，对所述离散曲线进行二阶差分确定所述加速度信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，还包括：

基于所述旋转翼分别在参考状态和当前状态下的图像信息，确定所述旋转翼上特征点在所述参考状态下的第四特征集和在所述当前状态下的第五特征集；

分别对所述第四特征集和所述第五特征集进行主成分分析，确定第一方向向量和第二方向向量，所述第一方向向量用于表征所述旋转翼在所述参考状态下参考线的方向，所述第二方向向量用于表征所述旋转翼在所述当前状态下参考线的方向；

将所述第一方向向量和所述第二方向向量的空间夹角投影至目标旋转翼参考坐标系的坐标平面，获取所述旋转翼的第二运动信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，所述图像信息基于如下方式获取：

对所述旋转翼进行标注，得到多个特征点；

采用逆反射和激光图像采集方式中的至少一种方式对所述旋转翼进行图像采集，获取所述图像信息。

根据本申请的飞行器运动测量方法，所述特征点基于如下方式确定：

在所述旋转翼表面沿参考线两侧分别布置所述特征点，其中，所述参考线两侧布置的所述特征点分别共线排列，且所述参考线两侧布置的所述特征点连线相对所述参考线空间对称。

第二方面，本申请提供了一种飞行器运动测量装置，该装置包括：

第一处理模块，用于基于待测飞行器的旋转翼在多个时刻下的图像信息，确定所述旋转翼上特征点在第一时刻的第一特征集和第二时刻的第二特征集；

第二处理模块，用于对所述第一特征集和所述第二特征集进行3D配准，获取所述旋转翼的第一运动信息以及3D配准后的第三特征集；

第三处理模块，用于基于所述第三特征集和所述第一特征集，确定所述旋转翼对应的变形量信息。

根据本申请的飞行器运动测量装置，通过飞行器旋转翼在多个时刻下的图像信息，可以确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；进行3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

第三方面，本申请提供了一种飞行器运动测量系统，包括：

运动捕捉设备，用于采集图像信息；

激光光源；

如第二方面所述的飞行器运动测量装置，所述飞行器运动测量装置分别与所述运动捕捉设备和所述激光光源电连接。

第四方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的飞行器运动测量方法。

第五方面，本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的飞行器运动测量方法。

第六方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的飞行器运动测量方法。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

通过飞行器旋转翼在多个时刻下的图像信息，可以确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；进行3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

进一步地，通过特征点获取旋转翼表面特征，在旋转翼表面布置具有逆反射的特征点，可以显著提升特征点与背景图像的反差；使用窄脉冲激光光源，通过百纳秒级甚至更低的光源爆闪脉宽限制成像积分时间，获得足够的光照强度，实现超短相机曝光的等价效果，显著降低了检测成本，且操作简单便捷。

更进一步地，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准，可以获得旋转翼的初始运动信息，将初始运动信息在时间轴上呈离散曲线分布状态，对离散曲线进行一阶差分可以获得旋转翼的速度信息，对离散曲线进行二阶差分可以获得旋转翼的加速度信息，提高了运动信息的测量精度，解决了旋转翼运动信息和变形信息耦合的问题。

再进一步地，通过分别对获取的第四特征集和第五特征集进行主成分分析，可获取第一方向向量和第二方向向量，通过计算第一方向向量和第二方向向量的夹角并将其投影到用户定义的旋转翼参考坐标系上可以获取旋转翼的第二运动信息，提高了运动信息的测量精度，为旋转翼结构和气动特性的验证和改进提供了重要信息。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的飞行器运动测量方法的流程示意图之一；

图2是本申请实施例提供的飞行器运动测量方法的应用场景示意图之二；

图3是本申请实施例提供的飞行器运动测量装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的飞行器运动测量方法、飞行器运动测量装置、飞行器运动测量系统、电子设备和可读存储介质进行详细地说明。

其中，飞行器运动测量方法可应用于终端，具体可由，终端中的硬件或软件执行。

该终端包括但不限于移动电话或平板电脑等便携式通信设备。还应当理解的是，在某些实施例中，该终端可以不是便携式通信设备，而是具有台式计算机。

以下各个实施例中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而，应当理解的是，终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。

本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，该飞行器运动测量法的执行主体可以为电子设备或者电子设备中能够实现该飞行器运动测量方法的功能模块或功能实体，本申请实施例提及的电子设备包括但不限于手机、平板电脑、电脑、相机和可穿戴设备等，下面以电子设备作为执行主体为例对本申请实施例提供的飞行器运动测量方法进行说明。

如图1所示，该飞行器运动测量方法包括：步骤110、步骤120和步骤130。

步骤110、基于待测飞行器的旋转翼在多个时刻下的图像信息，确定旋转翼上特征点在第一时刻的第一特征集和第二时刻的第二特征集；

在该步骤中，多个时刻可以为初始时刻和飞行状态下的任意时刻。

图像信息是旋转翼表面特征点空间运动轨迹的图像信息。

特征点是获取旋转翼表面特征所需的点，可以基于用户需求自行设置。

特征点可以表现为：圆形标记点、三角形标记点以及正方形标记点等形式，本申请不作限定。

特征点的数量为多个。

下文以T

第一特征集为从第一时刻采集的图像信息中提取得到的特征点对应的特征信息的集合，包括各特征点的空间位置坐标。

第二特征集为从第二时刻采集的图像信息中提取得到的特征点对应的特征信息的集合，包括各特征点的空间位置坐标。在实际执行过程中，通过对旋转翼的图像信息进行图像特征提取，即可获取旋转翼特征点在T

在一些实施例中，图像信息可以基于如下方式获取：

对旋转翼进行标注，得到多个特征点；

采用逆反射和激光图像采集方式中的至少一种方式对旋转翼进行图像采集，获取图像信息。

在该实施例中，特征点可以是一种圆形的标记点或者其他形式的标记点，本申请不做限定。

特征点的数量达到表征旋转翼表面特征即可，具体数量本申请不做限定。

在一些实施例中，可以对旋转翼表面布置具有逆反射性质的特征点，提升特征点与背景图像的反差。

当然，在其他实施例中，特征点也可以为常规特征点或者为具有主动发光特性的特征点，本申请不作限定。

在该实施例中，激光图像采集方式可以使用一种半导体激光光源或者其他适用于爆闪脉宽限制在百纳秒级及以下的高速运动捕捉场景的光源，以获得足够的光照强度，实现超短相机曝光的等价效果，本申请不做限制。

当然，在其他实施例中，光源也可以为自然光源或者电光源，本申请不做限制。

在实际过程中，在旋转翼表面布置具有逆反射的特征点，并使用激光光源照亮特征点。

发明人在研发过程中发现，相关技术中，主要采用高速摄像机获取旋转翼图像信息，具有成本高的问题。

而在本申请中，通过采用激光光源，具有高速频闪照明效果，在无需采用高速摄像机进行拍摄的同时，还能有效保证所采集的图像质量。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过特征点获取旋转翼表面特征，在旋转翼表面布置具有逆反射的特征点，可以显著提升特征点与背景图像的反差；使用窄脉冲激光光源，通过百纳秒级甚至更低的光源爆闪脉宽限制成像积分时间，获得足够的光照强度，实现超短相机曝光的等价效果，显著降低了检测成本，且操作简单便捷。

如图2，在一些实施例中，特征点可以基于如下方式确定：

在旋转翼表面沿参考线两侧分别布置特征点，其中，参考线两侧布置的特征点分别共线排列，且参考线两侧布置的特征点连线相对参考线空间对称。

在该实施例中，参考线是旋转翼的中轴线。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，将特征点分布在参考线两侧，使特征点共线排列且特征点连线相对参考线空间对称的标注方法，可以自动解算参考线方向。

步骤120、对第一特征集和第二特征集进行3D配准，获取旋转翼的第一运动信息以及3D配准后的第三特征集；

在该步骤中，3D配准是对不同时间、不同背景以及不同角度拍摄的图像信息进行空间位置对齐的过程。

在实际执行过程中，3D配准方式可以包括：四元数法、迭代式最近点算法、点特征直方图算法以及快速点特征直方图等算法。

其中，对于四元数法，四元数由一个实部，三个虚部组成，三个虚部与旋转轴密切相关。

任意一个三维空间中的定向都可以被表示为一个绕某个特定轴的旋转。

给定旋转轴及旋转角度，可以将其它形式的旋转表示转化为四元数或者从四元数转化为其它形式。

在实际执行过程中，可根据实际需求选取最优的配准方法，本申请不做限定。

第一运动信息包括：速度、加速度、平移向量T、旋转矩阵R、旋转四元数Q以及姿态角等运动信息。

在一些实施例中，第一运动信息包括速度信息和加速度信息中的至少一种，步骤120还可以包括：

对第一特征集和第二特征集进行3D配准，获取旋转翼的初始运动信息；初始运动信息在时间轴上呈离散曲线；

对离散曲线进行一阶差分确定速度信息，对离散曲线进行二阶差分确定加速度信息。

在该实施例中，对第一特征集和第二特征集进行3D配准，可获得坐标变换映射矩阵M，从而获得旋转翼的初始运动信息。

在实际执行过程中，3D配准使用第一特征集和第二特征集中特征点对应的坐标，利用从不同视点采集的物体的多个图像信息，计算3D数据的成对重叠，并导出经过全局优化的形状。

在该实施例中，初始运动信息包括平移向量T、旋转矩阵R、旋转四元数Q以及姿态角等运行信息。

除此之外，对第一特征集和第二特征集进行3D配准，还可以得到3D配准后的第三特征集，该第三特征集用于确定旋转翼对应的变形量信息。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准，可以获得旋转翼的初始运动信息，将初始运动信息在时间轴上呈离散曲线分布状态，对离散曲线进行一阶差分可以获得旋转翼的速度信息，对离散曲线进行二阶差分可以获得旋转翼的加速度信息，提高了运动信息的测量精度，解决了旋转翼运动信息和变形信息耦合的问题。

步骤130、基于第三特征集和第一特征集，确定旋转翼对应的变形量信息。

在该步骤中，第三特征集可以是通过四元数法配准得到的特征集。

在实际执行过程中，配准过程分为粗配准与精配准两个步骤。

通过粗配准减小特征点之间的平移旋转误差。

精配准以特征点之间的欧式距离为目标函数，通过缩小特征点之间的距离实现精配准。

变形量信息包括旋转翼特征点所在表面区域的变形信息与旋转翼表面内各点的变形量信息中的至少一种。

下面对步骤130的具体实现方式进行说明。

在一些实施例中，步骤130可以包括：

将第三特征集中第一目标特征点和第一特征集中与第一目标特征点对应的第二目标特征点对应的坐标向量相减，获取特征点所在表面区域的变形量信息。

在该实施例中，第一目标特征点可以为第三特征集中的任意特征点，第一目标特征点的数量可以为一个或多个。

第二目标特征点可以为第一特征集中的任意特征点，第二目标特征点的数量可以为一个或多个；且第一目标特征点和第二目标特征点一一对应。

例如，将特征点A在第三特征集中的第一坐标向量与其对应的在第一特征集中的第二坐标向量相减，即可得到特征点A所在表面区域的变形量信息。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过将第三特征集中与第一特征集中对应的坐标向量相减，可获得特征点所在表面区域的变形量信息。

在一些实施例中，在获取特征点所在表面区域的变形量信息之后，步骤130还可以包括：

以特征点为节点对旋转翼的表面进行空间三角剖分，获取多个三角形区域；

基于特征点所在表面区域的变形量信息，在特征点为顶点的三角形区域内部进行三角形插值计算，获取旋转翼的表面内各点的变形量信息。

在该实施例中，特征点是旋转翼表面的特征点。

三角剖分为在旋转翼表面划分三角网格。

插值计算包括：最近邻插值、线性插值、双线性插值以及高阶插值等算法。

插值计算方法可以根据实际需求，选取最优的计算方法，本申请不做限定。

在实际执行过程中，通过将各特征点作为节点进行空间三角剖分，可以将旋转翼表面划分为多个三角形区域，对于任意三角形区域，判断其顶点是否为特征点，并在特征点为顶点的每个三角形区域内部进行三角形插值计算，从而可以得到该三角形区域内部各点对应的变形量信息。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过对旋转翼表面进行空间三角剖分，对特征点为顶点的三角形区域内部进行三角形插值计算，可获得旋转翼表面任意一点的变形量。

发明人在研发过程中发现，接触式测量是通过监测测头与实物的接触情况获取数据，但所用传感器数量不足以完全解决叶片的几何形状且传感器影响旋转翼结构，运动信息和变形信息耦合，解耦方法不严谨，测量精准度不高；测量需要人工辅助，操作不当会损害工件表面精度，影响测量精准度，以逐点方式进行测量，效率低；非接触式测量是通过光、气流或者声与工件接触获取数据，但非接触式测量易受工件表面的反射特性影响，且大多使用光敏位置探测器检测光电位置，导致测量精度不够高。

在本申请中，通过旋转翼在多个时刻下的图形信息，确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻的特征集，进行3D配准获取第三特征集和旋转翼的运动信息，根据特征集计算旋转翼的变形量，将运动信息和变形信息解耦，提高测量精准度；且测量过程无需人工辅助，提高了效率。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过飞行器旋转翼在多个时刻下的图像信息，可以确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；进行3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

在一些实施例中，该方法还可以包括：

基于旋转翼分别在参考状态和当前状态下的图像信息，确定旋转翼上特征点在参考状态下的第四特征集和在当前状态下的第五特征集；

分别对第四特征集和第五特征集进行主成分分析，确定第一方向向量和第二方向向量，第一方向向量用于表征旋转翼在参考状态下参考线的方向，第二方向向量用于表征旋转翼在当前状态下参考线的方向；

将第一方向向量和第二方向向量的空间夹角投影至目标旋转翼参考坐标系的坐标平面，获取旋转翼的第二运动信息。

在该实施例中，参考状态为旋转翼的初始状态。

当前状态为旋转翼的飞行状态。

第四特征集包括各特征点在初始状态下对应的坐标。

第五特征集包括各特征点在飞行状态下对应的坐标。

主成分分析用于数据降维。

第一方向向量为对第四特征集进行主成分分析处理后得到的第一主成分。

第二方向向量为对第五特征集进行主成分分析处理后得到的第一主成分。

可以理解的是，主成分分析是一种线性变换，将数据变换到一个新的坐标系统中，使得任何数据投影在方差最大的坐标上；其中，方差最大的坐标所对应的坐标轴称为第一主成分；对特征集进行主成分分析，可以获得第一主成分对应的方向向量。

在实际执行过程中，分别对第四特征集和第五特征集中的数据进行规范化，使每个特征点的平均值为0，方差为1；然后对数据进行正交变换，使得任何数据投影在方差最大的坐标轴上，即第一主成分对应的方向向量，从而分别获得第四特征集对应的第一方向向量和第五特征集对应的第二方向向量。

目标旋转翼参考坐标系是用户定义的旋转翼参考坐标系。

旋转翼参考坐标系是空间坐标。

旋转翼参考坐标系原点可以为用户指定的一个特征点。

坐标平面是旋转翼初始状态下用户根据特征点获取的平面。

第二运动信息包括：挥舞角以及摆振角等运动信息。

在实际执行过程中，计算第一方向向量和第二方向向量的空间夹角，将空间夹角分别投影到用户定义的旋转翼参考坐标系的坐标平面上，从而获得第二运动信息。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，通过分别对获取的第四特征集和第五特征集进行主成分分析，可获取第一方向向量和第二方向向量，通过计算第一方向向量和第二方向向量的夹角并将其投影到用户定义的旋转翼参考坐标系上可以获取旋转翼的第二运动信息，提高了运动信息的测量精度，为旋转翼结构和气动特性的验证和改进提供了重要信息。

本申请实施例提供的飞行器运动测量方法，执行主体可以为飞行器运动测量装置。本申请实施例中以飞行器运动测量装置执行飞行器运动测量方法为例，说明本申请实施例提供的飞行器运动测量装置。

本申请实施例还提供一种飞行器运动测量装置。

如图3所示，该行器运动测量装置包括：第一处理模块310、第二处理模块320和第三处理模块330。

第一处理模块310，用于基于待测飞行器的旋转翼在多个时刻下的图像信息，确定所述旋转翼上特征点在第一时刻的第一特征集和第二时刻的第二特征集；

第二处理模块320，用于对所述第一特征集和所述第二特征集进行3D配准，获取所述旋转翼的第一运动信息以及3D配准后的第三特征集；

第三处理模块330，用于基于所述第三特征集和所述第一特征集，确定所述旋转翼对应的变形量信息。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量装置，通过飞行器旋转翼在多个时刻下的图像信息，可以确定旋转翼上的特征点，并根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；进行3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

在一些实施例中，第三处理模块330，还可以用于：

将第三特征集中第一目标特征点和第一特征集中与第一目标特征点对应的第二目标特征点对应的坐标向量相减，获取特征点所在表面区域的变形量信息。

在一些实施例中，在获取特征点所在表面区域的变形量信息之后，第三处理模块330，还可以用于：

以特征点为节点对旋转翼的表面进行空间三角剖分，获取多个三角形区域；

基于特征点所在表面区域的变形量信息，在特征点为顶点的三角形区域内部进行三角形插值计算，获取旋转翼的表面内各点的变形量信息。

在一些实施例中，第二处理模块320，还可以用于：

对第一特征集和第二特征集进行3D配准，获取旋转翼的初始运动信息；初始运动信息在时间轴上呈离散曲线；

对离散曲线进行一阶差分确定速度信息，对离散曲线进行二阶差分确定加速度信息。

在一些实施例中，该装置还可以包括：

第四处理模块，用于基于旋转翼分别在参考状态和当前状态下的图像信息，确定旋转翼上特征点在参考状态下的第四特征集和在当前状态下的第五特征集；

分别对第四特征集和第五特征集进行主成分分析，确定第一方向向量和第二方向向量，第一方向向量用于表征旋转翼在参考状态下参考线的方向，第二方向向量用于表征旋转翼在当前状态下参考线的方向；

将第一方向向量和第二方向向量的空间夹角投影至目标旋转翼参考坐标系的坐标平面，获取旋转翼的第二运动信息。

在一些实施例中，该装置还可以包括第五处理模块，用于：

对旋转翼进行标注，得到多个特征点；

采用逆反射和激光图像采集方式中的至少一种方式对旋转翼进行图像采集，获取图像信息。

在一些实施例中，第一处理模块310，还可以用于：

在旋转翼表面沿参考线两侧分别布置特征点，其中，参考线两侧布置的特征点分别共线排列，且参考线两侧布置的特征点连线相对参考线空间对称。

本申请实施例中的飞行器运动测量装置可以是电子设备，也可以是电子设备中的部件，例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端，也可以为除终端之外的其他设备。示例性的，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、机器人、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，还可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的飞行器运动测量装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为IOS操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的飞行器运动测量装置能够实现图1至图2的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

本申请实施例还提供一种飞行器运动测量系统。

该飞行器运动测量系统包括：运动捕捉设备、激光光源和如上任意实施例所述的飞行器运动测量装置。

在该实施例中，运动捕捉设备用于采集图像信息，即旋转翼表面特征点的空间运动轨迹。

激光光源包括一种半导体激光光源，具有窄脉冲、高峰值功率输出的特性，适用于爆闪脉宽限制在百纳秒级及以下的高速运动捕捉场景。

飞行器运动测量装置分别与运动捕捉设备和激光光源电连接，用于执行如上任意实施例所述的飞行器运动测量方法。

根据本申请实施例提供的飞行器运动测量系统，可以使用运动捕捉设备采集激光光源照射的逆反射特征点，确定旋转翼上的特征点，避免使用成本高的高速摄像机，降低成本；根据特征点获取旋转翼在第一时刻和第二时刻对应的第一特征集和第二特征集，通过对第一特征集和第二特征集进行3D配准可以得到旋转翼的第一运动信息；3D配准还可得到第三特征集，基于第三特征集和第一特征集，可以得到旋转翼变形量信息，实现了运动信息和变形量信息的解耦，提高了测量精准度；测量过程无需人工辅助，提高了测量效率，减少人工产生的误差。

在一些实施例中，飞行器运动测量系统，还可以包括参考线计算器。

在该实施例中，参考线计算器用于通过旋转翼表面特征点计算参考线在空间中的方向(即上文所述的第一方向向量和第二方向向量)。

其中，旋转翼表面特征包括至少一种逆反射特征点。

旋转翼表面特征点沿旋转翼参考线两侧分布，两侧特征点分别与参考线等间距共线排列。

参考线计算器，基于旋转翼表面特征坐标进行主成分分析，获取所述参考线在空间中的方向。

在一些实施例中，飞行器运动测量系统，还可以包括运动参数计算器。

在该实施例中，运动参数计算器用于通过旋转翼表面特征点计算旋转翼的第一运动信息和第二运动信息。

其中，运动参数计算器获取的第一特征集和第二特征集并进行3D配准，获取旋转翼的第一运动信息和第三特征集。

获取第一方向向量和第二方向向量，通过第一方向向量和第二方向向量计算旋转翼的第二运动信息。

在一些实施例中，飞行器运动测量系统，还可以包括变形测量计算器。

在该实施例中，变形测量计算器用于通过旋转翼表面特征点计算旋转翼特征点所在表面区域的变形量信息和旋转翼的表面内各点的变形量信息。

其中，变形测量计算器将第三特征集中第一目标特征点和第一特征集中与第一目标特征点对应的第二目标特征点对应的坐标向量相减，可获得特征点所在表面区域的变形量信息。以特征点为节点对旋转翼的表面进行空间三角剖分，获取多个三角形区域；在特征点为顶点的三角形区域内部进行三角形插值计算，可获得旋转翼的表面内各点的变形量信息。

在一些实施例中，如图4所示，本申请实施例还提供一种电子设备400，包括处理器401、存储器402及存储在存储器402上并可在处理器401上运行的计算机程序，该程序被处理器401执行时实现上述飞行器运动测量方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。

本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述飞行器运动测量方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述飞行器运动测量方法。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述飞行器运动测量方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。