[發(fā)明專利]一種三維冰形數(shù)字圖像系統(tǒng)的標(biāo)定靶裝置及標(biāo)定方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110157101.6
• 申請(qǐng)日: 2011-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102322816A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常士楠;劉朝陽(yáng);陳杜;管章杰;趙媛媛;黎明中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24;G06T7/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量用的標(biāo)定裝置，更特別地說(shuō)，是指一種利用三維冰形檢測(cè)儀上的多臺(tái)攝像機(jī)來(lái)采集標(biāo)定靶上特征點(diǎn)，最后通過(guò)圖像處理計(jì)算機(jī)使得標(biāo)定方法得以實(shí)現(xiàn)。

背景技術(shù)

飛機(jī)表面結(jié)冰探測(cè)技術(shù)，主要是在飛機(jī)表面易于結(jié)冰的位置安裝結(jié)冰探測(cè)器，以確定飛機(jī)在飛行中表面是否結(jié)冰以及結(jié)冰的厚度，并提供結(jié)冰信號(hào)，但不包括對(duì)結(jié)冰冰形的測(cè)量，然而，飛機(jī)部件表面結(jié)冰冰形對(duì)其氣動(dòng)、操穩(wěn)等特性有重要影響。

飛機(jī)部件表面結(jié)冰冰形預(yù)測(cè)是飛機(jī)結(jié)冰研究的重要內(nèi)容。對(duì)于飛機(jī)部件表面的三維結(jié)冰目前往往采用數(shù)值模擬的辦法獲得，但數(shù)值模擬結(jié)果的正確與否必須與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)，才能得到進(jìn)一步的驗(yàn)證。對(duì)于地面結(jié)冰試驗(yàn)，采用三維冰形檢測(cè)儀采集冰形數(shù)據(jù)。

由于結(jié)冰試驗(yàn)所處的環(huán)境溫度較低，對(duì)攝像機(jī)鏡頭會(huì)產(chǎn)生畸變影響，因此在常溫下標(biāo)定出的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)和其相對(duì)位置在低溫時(shí)會(huì)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。所以三維冰形檢測(cè)儀的最佳使用方式是在試驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了方便簡(jiǎn)易在試驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，本發(fā)明提供了一種基于標(biāo)定板的標(biāo)定裝置和標(biāo)定方法，該標(biāo)定裝置能夠?qū)崿F(xiàn)三維冰形檢測(cè)儀的現(xiàn)場(chǎng)快速標(biāo)定，通過(guò)一次性采集幾張圖像就可以完成對(duì)攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)及攝像機(jī)相對(duì)位置關(guān)系的標(biāo)定，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率(三維冰形測(cè)量?jī)x的標(biāo)定效率，為昂貴的結(jié)冰實(shí)驗(yàn)節(jié)省了時(shí)間)。采用本發(fā)明的機(jī)械裝置改變了以往手持自由靶標(biāo)的標(biāo)定方式，避免了由于手的抖動(dòng)帶來(lái)的標(biāo)定誤差，提高了標(biāo)定的精度。另外，該裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)三維冰形檢測(cè)儀的標(biāo)定，還可以作為被測(cè)物固定平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)定與測(cè)量的一體化設(shè)計(jì)，節(jié)省了裝置的制造材料和加工成本。

再者，對(duì)于單臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，手持的方式完全可以滿足要求，但對(duì)于多臺(tái)攝像機(jī)相對(duì)位置關(guān)系的標(biāo)定，要求標(biāo)定靶標(biāo)必須是靜止的，因此，手持標(biāo)定靶標(biāo)的方式，是無(wú)法保證標(biāo)定靶標(biāo)靜止的。所以必須借助于固定標(biāo)定靶標(biāo)的裝置。

本發(fā)明的一種三維冰形數(shù)字圖像系統(tǒng)的標(biāo)定靶裝置，所述三維冰形數(shù)字圖像系統(tǒng)包括有圖像處理計(jì)算機(jī)、三維冰形檢測(cè)儀和標(biāo)定靶標(biāo)裝置，其特征在于：該標(biāo)定靶標(biāo)裝置包括有轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)(1)、三角架(2)、運(yùn)動(dòng)標(biāo)定組件(3)和標(biāo)定板(10A)；

轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)(1)用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)定靶標(biāo)裝置在水平方向上的旋轉(zhuǎn)和垂直角度可調(diào)；

三角架(2)用于實(shí)現(xiàn)標(biāo)定靶標(biāo)裝置的高度調(diào)節(jié)和與三維冰形檢測(cè)儀之間的距離；

運(yùn)動(dòng)標(biāo)定組件(3)包括有標(biāo)定板安裝架(31)、A轉(zhuǎn)動(dòng)件(313)、B轉(zhuǎn)動(dòng)件(314)、A支撐架(32)、B支撐架(33)、橫梁(34)、A載物臺(tái)(35)、B載物臺(tái)(36)、角度調(diào)節(jié)件(37)、舵機(jī)(38)；

標(biāo)定板安裝架(31)為U形結(jié)構(gòu)件，標(biāo)定板安裝架(31)用于安裝標(biāo)定板(10A)；標(biāo)定板安裝架(31)的A連接邊梁(311)連接在A轉(zhuǎn)動(dòng)件(313)上；標(biāo)定板安裝架(31)的B連接邊梁(312)連接在B轉(zhuǎn)動(dòng)件(314)上。

A轉(zhuǎn)動(dòng)件(313)的連接板面與標(biāo)定板安裝架(31)的A連接邊梁(311)連接，A轉(zhuǎn)動(dòng)件(313)的連接軸與舵機(jī)(38)的舵盤(pán)連接。

B轉(zhuǎn)動(dòng)件(314)的連接板(314A)與標(biāo)定板安裝架(31)的B連接邊梁(312)連接，B轉(zhuǎn)動(dòng)件(314)的連接軸(314B)連接在角度調(diào)節(jié)件(37)的基座上。

A支撐架(32)的正板面(322)上設(shè)有A通孔(321)，該A通孔(321)用于A轉(zhuǎn)動(dòng)件(31A)的連接軸穿過(guò)且與舵機(jī)(38)的舵盤(pán)連接；A支撐架(32)的側(cè)板面(323)上設(shè)有B通孔(324)，該B通孔(324)與舵機(jī)安裝架(38A)上的通孔配合，并且螺釘實(shí)現(xiàn)將舵機(jī)安裝架(38A)安裝在A支撐架(32)上；A支撐架(32)的下端安裝在橫梁(34)的一端上，A支撐架(32)的上端安裝有A載物臺(tái)(35)。

B支撐架(33)的正板面(332)上設(shè)有C通孔(331)，該C通孔(331)用于B轉(zhuǎn)動(dòng)件(31B)的連接軸穿過(guò)；B支撐架(33)的下端安裝在橫梁(34)的另一端上，B支撐架(33)的上端安裝有B載物臺(tái)(36)。

橫梁(34)安裝在底板(39)的溝槽(391)里。

角度調(diào)節(jié)件(37)包括有基座(371)、旋鈕(372)和緊頂螺釘(373)，所述基座(371)上設(shè)有D通孔(371A)和E通孔(371B)，D通孔(371A)的一端用于放置旋鈕(372)，D通孔(371A)的另一端用于B轉(zhuǎn)動(dòng)體(314)的連接軸(314B)穿過(guò)且連接在旋鈕(372)上；E通孔(371B)用于放置緊頂螺釘(373)。