風(fēng)洞試驗中基于雙目立體視覺的測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、風(fēng)洞試驗的主要任務(wù)是正確模擬氣流流過實物的流態(tài)并提供精確的實驗數(shù)據(jù)。在風(fēng)洞試驗中精確測量模型的運動姿態(tài)和關(guān)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(jìn)一步改進(jìn)被測物體的結(jié)構(gòu)和其空氣動力學(xué)特性提供有效的數(shù)據(jù)支撐。因此風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)精確與否直接關(guān)系到飛行器設(shè)計方案取舍和研制的成敗，如何獲取高精度的數(shù)據(jù)一直是國內(nèi)外風(fēng)洞工作者、飛行器設(shè)計者和空氣動力學(xué)研究人員十分關(guān)注的問題。
　　根據(jù)風(fēng)洞試驗中對

2、被測物體關(guān)鍵點的追蹤和運動姿態(tài)的測量需求，研究了在風(fēng)洞試驗中使用視覺測量需要運用的關(guān)鍵技術(shù)。利用VC++與MATLAB軟件開發(fā)平臺結(jié)合相關(guān)硬件設(shè)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(jìn)行校驗，校驗結(jié)果滿足風(fēng)洞試驗的需求。將系統(tǒng)實際應(yīng)用到風(fēng)洞試驗中，根據(jù)風(fēng)洞的實際情況和實驗條件，合理設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與安裝方法，能較好地獲取試驗數(shù)據(jù)并將結(jié)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(biāo)系和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、小孔成像原理、相機(jī)鏡頭畸變以及測量系統(tǒng)的測量原理；
　　2）研究了編碼標(biāo)志點的設(shè)計與識別、圓心提取技術(shù)以及編碼標(biāo)志點的解碼；
　　3）研究了相機(jī)標(biāo)定技術(shù)，包括相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的求解和光束法平差優(yōu)化；
　　4）根據(jù)風(fēng)洞現(xiàn)場的試驗環(huán)境和需要獲得的數(shù)據(jù)，完成了測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、軟件功能以及試驗中拍攝流程的設(shè)計；
　　5）設(shè)計并完成系統(tǒng)的精度驗證實驗，當(dāng)測量空間為2000mm×1800