一种结冰风洞完整冰形在线测量方法技术

本发明专利技术适用于冰形测量技术领域，提供了一种结冰风洞完整冰形在线测量方法。在结冰风洞两侧观察窗外分别设置第一成像子系统和第二成像子系统，子系统均包括线激光器和偏振相机，两线激光器分别发出不同波段的激光片光，两偏振相机安装有对应波段的滤光片，避免另一线激光器发出的激光片光的干扰。测量时，两偏振相机分别采集激光线图像，得到两条激光线轮廓曲线；对两条激光线轮廓曲线进行融合，得到完整的截面冰形轮廓线。进一步，两线激光器沿垂直方向扫描模型结冰表面，执行前述步骤得到完整的三维冰形轮廓。采用本发明专利技术的方法，可以高效地进行三维冰形在线测量，得到完整的三维冰形轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冰形测量，尤其是涉及一种结冰风洞完整冰形在线测量方法。

技术介绍

1、研究发现，飞行过程中的结冰现象是造成飞机飞行安全的主要诱因之一。飞机不同部位的结冰会造成不同程度的影响，如机翼、机尾的结冰会导致扰流流场的改变，从而严重影响飞机的气动性能、操纵性和稳定性；发动机进气道的结冰可能导致发动机停车，危害飞行安全。因此探索结冰机理、进行结冰气象条件下飞行器空气动力性能评估、安全评估，进行防除冰等研究工作具有重要意义。为探索结冰机理、进行结冰气象条件下飞行器空气动力性能评估等研究，研究人员需要对飞行部件在不同气象环境下的结冰外形进行测量研究。获取结冰外形的途径主要有3种：数值仿真计算；飞行试验；地面模拟试验。地面模拟试验由于成本低、能够获得定量结果，是主要的获取结冰外形手段。地面模拟试验通常在结冰风洞中进行。精细化的结冰三维形状信息对提升结冰条件下飞机气动力cfd计算精度具有重要价值。

2、现有技术如“cn115560700b一种基于彩色偏振成像的结冰三维外形在线测量方法”、“cn115546320b一种用于测量冰形的相机标定及在线冰形测本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，在结冰风洞的两侧分别设置第一成像子系统和第二成像子系统；所述第一成像子系统包括第一偏振相机和第一线激光器，所述第一偏振相机用于拍摄第一激光线；所述第二成像子系统包括第二偏振相机和第二线激光器，所述第二偏振相机用于拍摄第二激光线；所述第一线激光器发出的第一激光片光在冰面形成第一激光线，所述第二线激光器发出的第二激光片光在冰面形成第二激光线；所述第一激光片光与第二激光片光部分重合；所述第一激光片光和第二激光片光的波段不同，且在第一偏振相机和所述第二偏振相机前设置对应波段的滤光片；所述第一偏振相机和第二偏振相机均为黑白偏振相机；所述测量方法包括...

【技术特征摘要】

1.一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，在结冰风洞的两侧分别设置第一成像子系统和第二成像子系统；所述第一成像子系统包括第一偏振相机和第一线激光器，所述第一偏振相机用于拍摄第一激光线；所述第二成像子系统包括第二偏振相机和第二线激光器，所述第二偏振相机用于拍摄第二激光线；所述第一线激光器发出的第一激光片光在冰面形成第一激光线，所述第二线激光器发出的第二激光片光在冰面形成第二激光线；所述第一激光片光与第二激光片光部分重合；所述第一激光片光和第二激光片光的波段不同，且在第一偏振相机和所述第二偏振相机前设置对应波段的滤光片；所述第一偏振相机和第二偏振相机均为黑白偏振相机；所述测量方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，所述第一线激光器和第二线激光器在竖直平面内同步扫描试验模型结冰表面，在每一个预设位置停留并执行步骤s1-s3，得到完整的三维冰形。

3.根据权利要求1或2所述的一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，所述步骤s2中，对于从第一相机图像提取并解算第一激光线轮廓，和从第二相机图像提取并解算第二激光线轮廓，均包括：

4.根据权利要求3所述的一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，步骤s23具体为：设定阈值t，将所述总光强图像中小于t的像素灰度值设为0，大于或等于t的像素灰度值设为1。

5.根据权利要求3所述的一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，在进行正式测试之前，分别对第一偏振相机和第二偏振相机进行相机内外参数标定，得到第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：左承林，王桥，魏龙涛，刘森云，郭奇灵，李明，易贤，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：