基于立体视觉的风洞模型外形监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于立体视觉的风洞模型外形监测方法，利用可编程光源，向风洞试验模型投射结构光，通过数量在２台及以上且位置不同的摄像机拍摄模型的图像，根据图像上的视差信息解算出表达模型外形的三维点云；找出三维点云中几何特征变化的特征点，并在模型外形上的对应位置作标记；然后在风洞试验过程中，用２台及以上且位置不同的摄像机，获取不同时刻特征点的图像，利用图像视差算出特征点相应的三维坐标；最后，基于三维点云和各特征点的拓扑关系不变这一条件，根据不同时刻特征点的三维坐标，利用插值方法得到风洞试验过程中模型在不同时刻的外形。本发明专利技术可实现非接触、无损的风洞中模型外形监测，精度高，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属航空航天工业的风洞试验
，涉及一种用立体视觉技术监 测风洞试验过程中模型外形的方法。技术背景为更逼真地表达风洞试验对象的外形细节，采用大尺寸风洞(如2.4m跨声 速风洞等)进行试验成为发展趋势。但在大尺寸风洞中，即使试验模型采用合 金钢制作，因高速压导致的试验模型变形量，仍然超出国家规范对变形量的限 制，造成试验数据的质量急剧下降。特别是具有先进气动特性的翼型(如尖峰 翼型，超临界翼型等)模型、大展弦比机翼、大后掠机翼的飞机模型以及细长 的飞行器模型，几何外形的偏差将极大降低风洞试验结果的准确度。为了得到淮确的实验数据，通常都要测量模型的变形以便对试验数据做修 正。国外有的风洞为提高试验数据的淮确度，即使在未超过变形限制时，依然 测量(或计算)模型变形，对试验数据做修正。获得风洞试验模型变形量的方法分为理论计算与动态测量两类。其中，前 者主要根据钢制试验模型的载荷分布，推算相应的变形，如美国的AEDC4.88米 跨声速风洞就是根据钢制试验模型沿机翼展向的载荷分布，推算出沿翼展的扭 转变形，据此修正试验数据，其缺点是推算出的变形精度不高，尤其是变形量 较大时推算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于立体视觉的风洞模型外形监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：ａ．利用可编程光源向风洞试验模型投射结构光，通过数量在２台及以上且位置不同的摄像机拍摄模型的图像，根据图像的视差信息解算出表达模型外形的三维坐标点集合； ｂ．找出三维坐标点集合中几何特征变化幅度大的点作为特征点；ｃ．在风洞试验过程中，用可编程光源和数量在２台及以上不同位置的摄像机，获取不同时刻特征点的图像，利用图像的视差信息算出特征点相应的三维坐标；ｄ．根据任何表达三维坐标点 集合与特征点间固定拓扑关系的条件，利用插值方法计算出不同时刻的三维点集合新坐标，得到风洞...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小刚，路波，徐来武，张征宇，宋丽梅，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]