基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法技术

基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法，属于膜结构气弹模型风洞试验领域，解决了现有基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法的计算量大的问题。所述方法包括：在待风洞试验的膜结构气弹模型的响应面上设置N1个圆环形标识点的步骤、放置左、右相机的步骤、标定左、右相机内、外参数的步骤、在对膜结构气弹模型进行风洞试验的同时，采用相机获取响应面相片的步骤、根据响应面相片获取标识点中心像素坐标的步骤、根据标识点中心像素坐标和相机的内、外参数，并基于双目立体视觉技术的数学模型求解获取标识点的三维位移响应的步骤和根据标识点的三维位移响应得到响应面的位移响应的步骤。

Wind-induced vibration of membrane structure of binocular stereo vision technique of aeroelastic model response acquisition method based on

Wind-induced vibration of membrane structure of binocular stereo vision technique of aeroelastic model response acquisition method based on field test, which belongs to the membrane structure aeroelastic model wind tunnel, solves the problem that the existing calculation of wind-induced vibration of membrane structure of binocular stereo vision technology aeroelastic response model based on the amount of the acquisition method. The method comprises the following steps: in response to membrane structure aeroelastic model wind tunnel test to be arranged on the surface of N1 annular mark point steps, placed the left and right camera calibration procedures, the left and right camera internal and external parameters of the step, in the wind tunnel test was carried out on the membrane structure aeroelastic model at the same time, using the camera to obtain the response surface photo step, according to the response surface photo center pixel coordinates obtain identification steps, according to the identification center pixel coordinates and the camera internal and external parameters, and the mathematical model of binocular stereo vision technology based on 3-D displacement of the mark point response steps and 3D displacement mark point response response surface displacement according to the step response.

【技术实现步骤摘要】
基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法
本专利技术涉及一种膜结构气弹模型的风振响应获取方法，属于膜结构气弹模型风洞试验领域。
技术介绍
在膜结构气弹模型的风洞试验中，需要对膜结构气弹模型的风振响应进行测量。现有膜结构气弹模型的风振响应测量方法分为接触式测量方法和非接触式测量方法。接触式测量方法通常采用在膜结构气弹模型的响应面上设置加速度传感器的方式来测量响应面的位移。但是，即使忽略加速度传感器的微小重量，在测量的过程中，仍然需要通过导线将加速度传感器与电荷放大器相连。因此，该方法的测量结果的准确性较差。非接触式测量方法通常采用激光位移计来测量响应面的位移。与接触式测量方法相比，该方法因激光位移计无需与膜结构气弹模型直接接触而具有较高的准确性。然而，该方法也并非完美。在采用该方法测量响应面位移的过程中，为了避免激光位移计及其固定架对流场的干扰，需要对激光位移计的安放位置进行设计，例如放置在风洞的空腔中。除此之外，一台激光位移计只能测量一个标识点的位移时程，当设置在响应面上的标识点较多时，需要多台激光位移计。这与现有膜结构形式复杂化的发展趋势不相符。为此，有学者将双目立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：步骤一、在待风洞试验的膜结构气弹模型的响应面上设置N1个标识点，标识点为圆环形；步骤二、放置相机，所述相机包括左相机和右相机；步骤三、标定相机的内、外参数；步骤四、在对膜结构气弹模型进行风洞试验的同时，采用相机获取响应面相片；步骤五、根据响应面相片获取标识点的中心像素坐标；步骤六、根据标识点的中心像素坐标和相机的内、外参数，并基于双目立体视觉技术的数学模型求解获取标识点的三维位移响应；步骤七、根据标识点的三维位移响应得到响应面的位移响应，响应面的位移响应为膜结构气弹模型的风振响应。

【技术特征摘要】
1.基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法，其特征在于，所述获取方法包括：步骤一、在待风洞试验的膜结构气弹模型的响应面上设置N1个标识点，标识点为圆环形；步骤二、放置相机，所述相机包括左相机和右相机；步骤三、标定相机的内、外参数；步骤四、在对膜结构气弹模型进行风洞试验的同时，采用相机获取响应面相片；步骤五、根据响应面相片获取标识点的中心像素坐标；步骤六、根据标识点的中心像素坐标和相机的内、外参数，并基于双目立体视觉技术的数学模型求解获取标识点的三维位移响应；步骤七、根据标识点的三维位移响应得到响应面的位移响应，响应面的位移响应为膜结构气弹模型的风振响应。2.如权利要求1所述的基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法，其特征在于，步骤四的具体内容为：同时采用左、右相机以预定的频率对所述响应面进行拍照，并分别获得N2张响应面左视相片和N2张响应面右视相片。3.如权利要求2所述的基于双目立体视觉技术的膜结构气弹模型的风振响应获取方法，其特征在于，步骤五的具体内容为：分别获取N2张响应面左视相片和N2张响应面右视相片中的N1个标识点的中心像素坐标，并对N2张响应面左视相片和N2张响应面右视相片中的同一标识点的中心像素坐标进行匹配对应，其中，获取一张响应面相片中的N1个标识点的中心像素坐标的方法包括：步骤1、采用OTSU算法对该响应面相片进行图像二值化处理，得到N1个标识点的模糊像素；步骤2、采用基于Zernike矩的亚像素边缘检测法对N1个标识点的模糊像素进行边缘识别，得到N1个标识点的轮廓像素；步骤3、采用八邻域边界跟踪算法对N1个标识点的轮廓像素进行跟踪，得到2N1个边缘像素点集；步骤4、采用最小二乘法对同属于一个标识点的轮廓像素的两个边缘像素点集进行拟合，得到第一椭圆和第二椭圆；步骤5、基于第一椭圆和第二椭圆，并采用3σ法剔除所述两个边缘像素点集中的孤立轮廓像素点；步骤6、判断步骤5中是否有孤立轮廓像素点被剔除，当判断结果为是时，执行步骤7，否则，将第一椭圆的中心坐标与第二椭圆的中心坐标的中值作为该标识点的中心像素坐标；步骤7、采用最小二乘法对同属于该标识点的轮廓像素的两个新边缘像...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴杭姿，孙晓颖，武岳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23