具体实施方式

为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。图1为本发明的视觉导航的实施方式示意图；图2为本发明的视觉导航的实例说明示意图。

本发明公开了一种蛇形机械臂在飞机进气道行进的视觉导航方法，该方法的运用，能够有效解决蛇形机械臂在飞机进气道内的导航问题，从而防止视觉传感器和蛇形机械臂与飞机进气道内部发送摩擦或碰撞。所述的飞机进气道横截面为圆形，飞机进气道进深有不规则的弯曲。

本发明公开了一种蛇形机械臂在飞机进气道视觉导航方法，所述的蛇形机械臂的最大尺寸小于飞机进气道横截面的最小尺寸，在蛇形机械臂前端设置有视觉传感器，利用该视觉导航方法控制该蛇形机械臂沿飞机进气道的中心前进，以达到避碰的目的；以飞机进气道入口横截面的某一点为视觉传感器的基准点，设定蛇形机械臂行进的步长，以该步长为基本单位将飞机进气道沿着其进气方向，划分为与进气方向垂直的若干横截面，利用视觉传感器依次测得飞机进气道各横截面的中心点坐标，使得蛇形机械臂沿着飞机进气道各横截面的中心点移动，所述的飞机进气道横截面为圆形；该视觉导航方法的具体步骤包括：

S1、以飞机进气道的入口外沿的最低点为平面坐标系的原点O，飞机进气道外沿所在的横截面的圆心为O₀，由O指向O₀的射线为y轴，选择位于与y轴垂直的水平面上、经过O点且与飞机进气道外沿所在的横截面垂直的直线为x轴，x轴正方向指向飞机进气道的进气方向，蛇形机械臂在沿着飞机进气道行进的起始位置位于O₀处，其坐标为(x₀,y₀)；

S2、设定蛇形机械臂沿x轴移动的步长d，d为用户设定值；将飞机进气道在平面坐标系中以步长d为基本单位，划分出m个垂直于x轴的横截面S₁、S₂、……、S_m，O₁,O₂,…,O_m分别为飞机进气道横截面S₁、S₂、……、S_m的相应的中心点，且相邻两中心点在x轴方向上的距离相等；O₀点到横截面S₁的距离为d；

S3、用视觉传感器测得横截面S₁的高点A₁、横截面S₁的低点B₁到O₀处的距离分别为d₁、d₂，O₁、A₁、B₁均在横截面S₁上；对O₁在平面坐标系的坐标(x₁,y₁)进行计算，x₁＝x₀+d，

S4、蛇形机械臂根据计算得到的第一个横截面中心点O₁的坐标，使得蛇形机械臂前端沿O₀到O₁的连线O₀O₁，行进至O₁点，蛇形机械臂前端到达O₁点后，再利用视觉传感器测得横截面S₂上的高点A₂、横截面S₂上的低点B₂到O₁处距离分别为d₂₁、d₂₂，对O₂在平面坐标系的坐标(x₂,y₂)进行计算，x₂＝x₁+d，

S5、沿着飞机进气道的进气方向，对横截面S₁后面的所有横截面，重复步骤S4的过程，使得蛇形机械臂的前端根据视觉传感器测量的距离，沿各横截面的中心点向前移动，从而实现蛇形机械臂在飞机进气道内沿中心线移动，直到其前端到达飞机进气道的最后一个横截面S_m，从而蛇形机械臂完成在飞机进气道内的行进过程。

某飞机进气道为一纵深约为2m的弯型状圆管，如图2，根据本发明方法进行了具体应用。

步骤1，将视觉传感器初始位置置于O₀处，为了强调该方法的路径规划能力，假定初始位置略偏离中心点，其坐标为(0,15)。

步骤2，机械臂行进步长设定为20cm，将进气道在平面坐标系中以步长20cm为单位划分出若干垂直于截面x轴截面S₁、S₂……，。

步骤3，使用传感器测得截面S₁的高点A₁、低点B₁到O₀处距离d₁＝30cm、d₂＝25cm。计算得到O₁坐标为(20,18.68)。

步骤4，机械臂带动视觉传感器自主沿O₀到O₁的连线O₀O₁，行进至O₁点，此时视觉传感器位于O₁点，再测得截面S₂上的高点A₂、低点B₂到O₁处距离d₂₁＝45cm、d₂₂＝21cm。计算得到O₂坐标为(40,35.63)。

将O₂到O₁的空间连线作为机械臂行进的拟定路线。机械臂前端的视觉传感器沿该路线，从O₁移动到O₂。

整个工作过程，机械臂将进气道横截面中心的连线设为目标行进线路，由于机械臂直径小于进气道截面直径，此种方法可有效避免对进气道壁的碰撞。在特定的飞机复杂进气道中，进气道整体构型相对复杂，但截面构型相对简单，多为圆形，因此此导航方法，足以完成工作设想。

该方法可进行延伸和扩展，如果发动机进气道截面为椭圆或者长方形，则截面形状的两个对称轴交点即为该截面的中心点。利用上述计算方法，分别计算两个对称轴与截面图形交点的距离，即可求得目标截面中心的空间坐标。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。