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题目:风洞投放模型位姿视觉测量关键技术研究

关键词:风洞投放试验; 模型自由飞试验; 位姿测量; 视觉测量; 投影匹配

  摘要


风洞缩比模型投放试验是飞行器研制工作中的重要组成部分。投放模型的位、姿参数是模型设计及其气动分析的重要依据之一。由于风洞投放模型体积小、投放速度快,同时受到风洞高速流场的影响,加之风洞试验场地的局限,使得精确测量投放模型位姿参数难度较大。视觉测量技术具有非接触、速度快、精度高等优点,已经成功应用于风洞投放模型位姿测量。本文在分析风洞缩比模型投放试验中模型位姿视觉精确测量特点的基础上,重点研究了三类风洞模型视觉测量关键技术,主要工作如下所述:

针对风洞试验场地视觉测量的局限性,结合模型位姿测量需求,设计了风洞投放模型位姿测量成像系统;

针对风洞模型投放试验视觉测量的特点,分析了风洞中成像退化问题,设计了风洞成像预处理流程和模型轮廓的亚像素提取方法;

针对风洞试验纹影仪成像的特点,设计了两种投影匹配位姿测量方法:投放模型纹影图和数模投影图匹配位姿测量方法;纹影仪和高速相机成像相结合的投影匹配位姿测量方法;

针对特定风洞视觉测量水平和垂直两个视点方向需求,设计了便于模型位姿测量的标志及基于标志的投放模型位姿测量方法;

通过仿真和实际风洞缩比模型投放试验,验证了上述方法的有效性,位姿测量精度达到了工程应用单位的技术指标。

本文研究的内容是投放目标的位姿测量技术,但对模型自由飞试验中的位姿测量问题也有参考价值。