[发明专利]一种飞行器三维表面流动分布风洞测量方法

权利要求书

1.一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于步骤如下：

(1)在风洞试验模型上喷涂敏感涂层，设置多台观测相机，用于观测模型的上表面、下表面和侧面，并在观测相机旁边布置激发敏感涂层的光源；

(2)设置多个圆形标记点，将标记点随机的粘贴到与风洞试验模型连接的支杆上；

(3)对每一台观测相机进行标定，获得相机的内参数矩阵以及畸变参数，再通过观测相机对试验模型进行同步拍摄得到原始图像；

(4)根据观测相机的内参数矩阵以及畸变参数对原始图像进行校正获得去除畸变的图像；

(5)检测每幅校正后图像上的标记点，得到多组标记点的特征数据；

(6)令所有观测相机同时拍摄棋盘矩阵标定板，提取各观测相机拍摄得到的标定板图像中的特征数据，进而得到各个观测相机的本征矩阵；

(7)根据各个观测相机的本征矩阵，得到观测相机之间的空间位置变换关系，即观测相机三维坐标系，进而得到多组标记点在观测相机三维坐标系中的三维坐标；

(8)在风洞外，设置两台重建相机，形成双目视觉系统，并对所述重建相机进行立体标定，获得空间上两台重建相机的几何关系，从而获得两台重建相机坐标系之间的变换关系；

(9)通过所述双目视觉系统，重建试验模型的三维云图；

(10)提取重建相机三维坐标系中模型支杆上标记点的三维坐标，与步骤(7)中得到的多组标记点在观测相机三维坐标系中的三维坐标进行匹配，进行坐标系变换，应用插值映射算法，把观测相机的图像映射到重建相机的三维点云上，获得模型全表面三维流动分布。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于：所述敏感涂层包括磷光涂层、温敏漆涂层、压敏漆涂层或者剪切敏感液晶涂层。

3.根据权利要求2所述的一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于：所述光源包括紫外光源，用于激发磷光涂层、温敏漆涂层或者压敏漆涂层；白光光源，用于激发剪切敏感液晶涂层。

4.根据权利要求1所述的一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于：观测相机设置在风洞的观察窗外或者设置在风洞内部。

5.根据权利要求1所述的一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于：所述步骤(9)通过所述双目视觉系统，重建试验模型的三维云图，具体为：

(9.1)用结构光发生器将一系列结构光投射在试验模型上，在模型上形成一系列明暗交替的条纹，该条纹被重建相机所摄取并成像，根据条纹变形解算出模型表面相应点的三维坐标；

(9.2)多次改变试验模型的位置，重复步骤(9.1)，得到多个视角的模型表面相应点的三维坐标；

(9.3)将所述多个视角的模型表面相应点的三维坐标进行云拼接，获得模型全表面点云信息，即得到重建相机三维坐标系。

6.根据权利要求2所述的一种飞行器三维表面流动分布测量方法，其特征在于：所述模型全表面三维流动分布具体为：

当敏感涂层采用磷光涂层或温敏漆涂层时，三维流动分布为热流分布；当敏感涂层采用压敏漆涂层时，三维流动分布为压力分布；当敏感涂层采用剪切敏感液晶涂层时，三维流动分布为摩擦应力分布。