[發(fā)明專利]風(fēng)洞模型冰形測量方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110414252.5
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102494635A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張龍;郭隆德;楊建軍;張俊;吳運(yùn)剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心設(shè)備設(shè)計及測試技術(shù)研究所
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

1.一種風(fēng)洞模型冰形測量方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

（1）將激光片光投射到模型冰層的橫截面上，在該截面形成冰形輪廓造影激光條帶；

（2）用圖像記錄采集器采集冰形輪廓造影激光條帶數(shù)據(jù)；

（3）將采集到的數(shù)據(jù)傳送到圖像處理系統(tǒng)；

（4）經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得所需的冰形測量數(shù)據(jù)；

（5）數(shù)據(jù)處理分析，獲取冰形輪廓尺寸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)洞模型冰形測量方法，其特征在于：步驟（1）所述激光片光為兩條以上，從不同角度投射到模型冰層同一橫截面上，形成的各冰形輪廓造影激光條帶連接成一整體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述風(fēng)洞模型冰形測量方法，其特征在于：該方法還包括步驟（6），所述激光片光沿模型冰層縱向掃描，獲得連續(xù)的模型冰層表面輪廓數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述風(fēng)洞模型冰形測量方法，其特征在于：該方法還包括步驟（6），所述激光片光在模型冰層同一位置不動，分時段采集數(shù)據(jù)，獲得模型冰層生長輪廓數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述風(fēng)洞模型冰形測量方法，其特征在于：還包括對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的步驟，選取棋盤格平面標(biāo)定靶，提供場景與圖像之間的多個坐標(biāo)對，場景上的坐標(biāo)點從標(biāo)定靶上獲得，圖像上的點從影像上獲取。

6.一種使用權(quán)利要求1所述方法的風(fēng)洞模型冰形測量裝置，該測量裝置包括：?

（1）安裝在試驗段頂部的攝像機(jī)箱，包括攝像機(jī)、俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；攝像機(jī)對結(jié)冰體上的激光條帶進(jìn)行記錄并傳送到圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行處理；俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在30度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)攝像機(jī)的俯仰角度；偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在360度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)攝像機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，同俯仰調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配合保證攝像機(jī)對準(zhǔn)被測目標(biāo)；

（2）安裝在風(fēng)洞試驗段側(cè)面的激光器箱，包括片光激光器、二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；片光激光器產(chǎn)生激光片光，投射到模型上在被測位置形成激光條帶；二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對激光器的俯仰角和滾轉(zhuǎn)角進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，以確保多個角度出射的激光片光在一個測量平面上；偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在30度范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)攝像機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，同二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配合保證激光片光準(zhǔn)確照射到結(jié)冰體的被測截面上；

（3）片光高度調(diào)節(jié)裝置，由安裝在結(jié)冰風(fēng)洞駐室中的精密直線導(dǎo)軌實現(xiàn)；采用閉環(huán)控制保證各方向激光片光的升降同步，定位精確；

（4）圖像采集系統(tǒng)，完成攝像機(jī)圖像采集，測量系統(tǒng)以多個攝像機(jī)圖像為基礎(chǔ)，構(gòu)造冰形輪廓，保證各攝像機(jī)獲取圖像以及圖像的采集的一致性；在硬件上，采用一塊多通道的圖像采集卡，使攝像機(jī)過來的圖像在硬件處理上具有一致性；在軟件上，從硬件捕獲的圖像合成一幅圖像進(jìn)行處理，保證所有軟件處理過程的一致性；

（5）圖像處理系統(tǒng)，準(zhǔn)確提取物體激光特征線，主要包括特征區(qū)域設(shè)定、復(fù)合增強(qiáng)、閾值分割、平滑去噪、直方圖均衡、邊界算法；

（6）數(shù)據(jù)處理分析顯示系統(tǒng)，從計算機(jī)像素坐標(biāo)系中的某一像素點，反向映射成世界坐標(biāo)系中的空間點，獲取物體輪廓尺寸，并進(jìn)行圖像顯示。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述風(fēng)洞模型冰形測量裝置，其特征在于：還包括對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定的裝置，為了避免非對稱投影帶來的標(biāo)識點變形影響，采用棋盤格平面靶標(biāo)作為標(biāo)定靶，提取格點進(jìn)行標(biāo)定。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述風(fēng)洞模型冰形測量裝置，其特征在于：還包括設(shè)備的低溫防凍保護(hù)裝置，裝置中采用保溫套對測量設(shè)備進(jìn)行低溫防凍保護(hù)，該保溫套采用耐低溫保溫材料；由內(nèi)襯、中間保溫層、外保護(hù)層三層組成，根據(jù)設(shè)備的具體形狀設(shè)計，具有一定的表面強(qiáng)度，不易損壞；儀器箱內(nèi)部采用加熱板進(jìn)行內(nèi)部加熱，溫度控制儀控制加熱板的加熱；并將內(nèi)部溫度加熱狀況在控制箱面板上進(jìn)行同步顯示。