運動參數(shù)三維視覺測量系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在火箭發(fā)動機地面試驗中，發(fā)動機噴管的三維運動參數(shù)測量對于研究和設(shè)計發(fā)動機推力矢量和火箭飛行姿態(tài)調(diào)整具有重要意義，但實現(xiàn)難度很大。本文設(shè)計一種基于多目視覺的火箭噴管運動參數(shù)測量系統(tǒng)，測量火箭發(fā)動機噴管擺心、噴管軸線、擺角、擺動角速度、擺動角加速度等運動參數(shù)，并通過軟件設(shè)計實現(xiàn)了三維運動參數(shù)的測量算法、誤差補償模型以及人機交互界面。
　　本文提出測量系統(tǒng)的總體方案，應(yīng)用四臺高速測量相機采集噴管運動過程中的紅外反光標記球圖像，通過對標記

2、球參數(shù)測量，建立算法模型實現(xiàn)火箭噴管運動參數(shù)測量。首先利用雙截面算法模型計算噴管擺心和空間擺角，然后建立噴管軸線的投影法測量模型，解決火箭噴管空間擺角的矢量測量問題，進而實現(xiàn)噴管擺動角速度和擺動角加速度的測量，研究了測量參數(shù)的誤差分布規(guī)律，最后針對測量系統(tǒng)建立相應(yīng)的誤差補償模型。并通過軟件設(shè)計完成參數(shù)設(shè)置模塊、預(yù)處理模塊、測量計算模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊各功能子模塊的設(shè)計，向用戶提供可視化的操作界面。
　　應(yīng)用雙軸搖擺-直線升降運動裝置

3、對測量系統(tǒng)進行整體調(diào)試，在測量系統(tǒng)軟件環(huán)境下，通過擺心、擺角測量算法模型及各個功能子模塊的正確實現(xiàn)，驗證了整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性及準確性。經(jīng)過大量的實驗分析，結(jié)果表明：在±12°空間范圍內(nèi)，峰值速度≤60°/s的情況下，擺心極限誤差與擺動角速度無關(guān)，擺角極限誤差、擺動角速度極限誤差、擺動角加速度極限誤差與擺動角速度呈正相關(guān)；擺角誤差噴管擺心的極限誤差為0.103mm，噴管擺角的極限誤差為0.041°，擺動角速度極限誤差為0.72°/s，擺