[发明专利]一种基于监控相机的飞行器模型振动测量方法有效

专利信息
申请号: 202310852144.9 申请日: 2023-07-12
公开(公告)号: CN116593121B 公开(公告)日: 2023-10-24
发明(设计)人: 刘新朝;杜文天;史季;崔晓春;张刃;张明龙 申请(专利权)人: 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
主分类号: G01M9/06 分类号: G01M9/06;G01H9/00;B64F5/60;G06F17/14;G06F17/18;G06T7/00;G06T7/70;G06T7/62
代理公司: 哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙) 23209 代理人: 胡砚智
地址: 110000 *** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 监控 相机 飞行器 模型 振动 测量方法
【说明书】:

一种基于监控相机的飞行器模型振动测量方法,属于风洞试验振动测量技术领域。为解决对风洞试验中飞行器模型的振动进行精确监控的问题。本发明安装好飞行器模型之后,调整监控相机的角度、视野范围,标定飞行器模型与监控相机的位置关系,在飞行器模型表面设置荧光标识点,进行风洞试验,读取风洞试验视频数据并逐帧分解为单帧图像,进行特征捕捉,识别每个单帧图像的荧光标识点边界,然后筛选每个单帧图像的荧光标识点边界,计算每个单帧图像的荧光标识点中心坐标,得到的每个单帧图像的荧光标识点中心坐标连线得到飞行器模型振动时程曲线,通过傅里叶变换得到飞行器模型振动特性。本发明用于测量飞行器模型发生振动时的数据,补偿数据精度影响。

技术领域

本发明属于风洞试验振动测量技术领域,具体涉及一种基于监控相机的飞行器模型振动测量方法。

背景技术

随着航空航天、军工装备等领域的不断发展,飞行器设计的精细度和复杂度不断提高,飞行器表面的气动特性也更加复杂。在目前先进飞行器的设计过程中,风洞试验是研究和验证飞行器表面气动特性和设计性能的主要方法。而在风洞试验中,对飞行器模型进行精确测量,能为飞行器设计过程中的气动分析提供重要基础数据。但是风洞试验中飞行器模型受到非均匀气流载荷的干扰,某些情况下易产生振动,振动的发生往往是突发性的,没有任何的前兆,振动会影响测量精度,严重时会危及试验安全,需要对飞行器模型的振动进行精确监控。

发明内容

本发明要解决的问题是对风洞试验中飞行器模型的振动进行精确监控,提出一种基于监控相机的飞行器模型振动测量方法。

为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:

一种基于监控相机的飞行器模型振动测量方法,包括如下步骤:

S1、风洞试验开始前,安装好飞行器模型之后,调整监控相机的角度、视野范围,使飞行器模型处于监控相机视野的正中心位置;

S2、标定飞行器模型与监控相机的位置关系;

S3、在飞行器模型表面设置荧光标识点,所述荧光标识点为圆形,荧光标识点设置于监控相机视野范围内;

S4、进行风洞试验,监控相机记录并存储风洞试验视频数据,风洞试验结束之后,读取风洞试验视频数据并逐帧分解为单帧图像;

S5、将步骤S4得到的每个单帧图像,进行特征捕捉,识别每个单帧图像的荧光标识点边界,然后筛选每个单帧图像的荧光标识点边界;

S6、根据步骤S5得到的每个单帧图像的荧光标识点边界计算每个单帧图像的荧光标识点中心坐标;

S7、根据步骤S6得到的每个单帧图像的荧光标识点中心坐标连线得到飞行器模型振动时程曲线,通过傅里叶变换得到飞行器模型振动特性。

进一步的,步骤S2标定飞行器模型与监控相机的位置关系的具体实现方法为:

S2.1、设置标定板为一个正方形板,正方形板的尺寸为500mm×500mm,标定板尾部安装有法兰用于连接到支杆末端,标定板的安装位置与飞行器模型的安装位置一致;

S2.2、首先将标定板调整水平,采用的方法是调整飞行器模型的俯仰和滚转角度,利用象限仪测量标定板的安放角度,调整方法为首先将象限仪摆放姿态垂直于气流方向,并贴合尾部边界位置,调整飞行器模型滚转角,使象限仪示数小于0.01度;之后将象限仪平行于气流方向摆放,摆放位置贴近于标定板尾部的靠近法兰位置并对齐,调整飞行器模型俯仰角,使象限仪示数小于0.01度;

S2.3、完成步骤S2.2的调整后,利用监控相机拍摄一张照片,采用梯度法拾取正方形板的边界,确定飞行器模型与监控相机的位置关系。

进一步的,步骤S3中采用紫光灯照射飞行器模型表面设置荧光标识点。

进一步的,步骤S3中所述荧光标识点的个数为1-3个。

进一步的,步骤S4中利用Mathematica软件读取风洞试验视频数据并逐帧分解为单帧图像。

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