風洞試驗中基于雙目立體視覺的測量系統(tǒng)關鍵技術研究及系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、風洞試驗的主要任務是正確模擬氣流流過實物的流態(tài)并提供精確的實驗數據。在風洞試驗中精確測量模型的運動姿態(tài)和關鍵點的軌跡能夠幫助人們更好地了解飛行器模型飛行過程中的姿態(tài)和各個部位可能發(fā)生的形變，為進一步改進被測物體的結構和其空氣動力學特性提供有效的數據支撐。因此風洞試驗數據精確與否直接關系到飛行器設計方案取舍和研制的成敗，如何獲取高精度的數據一直是國內外風洞工作者、飛行器設計者和空氣動力學研究人員十分關注的問題。
　　根據風洞試驗中對

2、被測物體關鍵點的追蹤和運動姿態(tài)的測量需求，研究了在風洞試驗中使用視覺測量需要運用的關鍵技術。利用VC++與MATLAB軟件開發(fā)平臺結合相關硬件設備，開發(fā)了基于雙目立體視覺原理的姿態(tài)測量系統(tǒng)。通過使用精度校驗平臺對系統(tǒng)測量精度進行校驗，校驗結果滿足風洞試驗的需求。將系統(tǒng)實際應用到風洞試驗中，根據風洞的實際情況和實驗條件，合理設計系統(tǒng)的結構與安裝方法，能較好地獲取試驗數據并將結果顯示出來。
　　本文主要完成的工作有：
　　1）研

3、究了測量系統(tǒng)的三個坐標系和坐標系轉換、小孔成像原理、相機鏡頭畸變以及測量系統(tǒng)的測量原理；
　　2）研究了編碼標志點的設計與識別、圓心提取技術以及編碼標志點的解碼；
　　3）研究了相機標定技術，包括相機內外參數的求解和光束法平差優(yōu)化；
　　4）根據風洞現場的試驗環(huán)境和需要獲得的數據，完成了測量系統(tǒng)的硬件結構、軟件功能以及試驗中拍攝流程的設計；
　　5）設計并完成系統(tǒng)的精度驗證實驗，當測量空間為2000mm×1800