[發明專利]基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法

有效

• 申請號: 201710536221.4
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107314882B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 吳杭姿;孫曉穎;武岳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 宋詩非

基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法，屬于膜結構氣彈模型風洞試驗領域，解決了現有基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法的計算量大的問題。所述方法包括：在待風洞試驗的膜結構氣彈模型的響應面上設置N₁個圓環形標識點的步驟、放置左、右相機的步驟、標定左、右相機內、外參數的步驟、在對膜結構氣彈模型進行風洞試驗的同時，采用相機獲取響應面相片的步驟、根據響應面相片獲取標識點中心像素坐標的步驟、根據標識點中心像素坐標和相機的內、外參數，并基于雙目立體視覺技術的數學模型求解獲取標識點的三維位移響應的步驟和根據標識點的三維位移響應得到響應面的位移響應的步驟。

技術領域

本發明涉及一種膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法，屬于膜結構氣彈模型風洞試驗領域。

背景技術

在膜結構氣彈模型的風洞試驗中，需要對膜結構氣彈模型的風振響應進行測量。現有膜結構氣彈模型的風振響應測量方法分為接觸式測量方法和非接觸式測量方法。

接觸式測量方法通常采用在膜結構氣彈模型的響應面上設置加速度傳感器的方式來測量響應面的位移。但是，即使忽略加速度傳感器的微小重量，在測量的過程中，仍然需要通過導線將加速度傳感器與電荷放大器相連。因此，該方法的測量結果的準確性較差。

非接觸式測量方法通常采用激光位移計來測量響應面的位移。與接觸式測量方法相比，該方法因激光位移計無需與膜結構氣彈模型直接接觸而具有較高的準確性。然而，該方法也并非完美。在采用該方法測量響應面位移的過程中，為了避免激光位移計及其固定架對流場的干擾，需要對激光位移計的安放位置進行設計，例如放置在風洞的空腔中。除此之外，一臺激光位移計只能測量一個標識點的位移時程，當設置在響應面上的標識點較多時，需要多臺激光位移計。這與現有膜結構形式復雜化的發展趨勢不相符。為此，有學者將雙目立體視覺技術引入到膜結構氣彈模型的風振響應測量中。然而，現有的基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法采用散斑作為標識點，后期對相片進行處理獲取三維位移時需要逐塊進行搜索，計算量大。

發明內容

本發明為了解決現有的基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法的計算量大的問題，提出了一種基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法。

本發明所述的基于雙目立體視覺技術的膜結構氣彈模型的風振響應獲取方法包括：

步驟一、在待風洞試驗的膜結構氣彈模型的響應面上設置N₁個標識點，標識點為圓環形；

步驟二、放置相機，所述相機包括左相機和右相機；

步驟三、標定相機的內、外參數；

步驟四、在對膜結構氣彈模型進行風洞試驗的同時，采用相機獲取響應面相片；

步驟五、根據響應面相片獲取標識點的中心像素坐標；

步驟六、根據標識點的中心像素坐標和相機的內、外參數，并基于雙目立體視覺技術的數學模型求解獲取標識點的三維位移響應；

步驟七、根據標識點的三維位移響應得到響應面的位移響應，響應面的位移響應為膜結構氣彈模型的風振響應。

作為優選的是，步驟四的具體內容為：同時采用左、右相機以預定的頻率對所述響應面進行拍照，并分別獲得N₂張響應面左視相片和N₂張響應面右視相片。

作為優選的是，步驟五的具體內容為：分別獲取N₂張響應面左視相片和N₂張響應面右視相片中的N₁個標識點的中心像素坐標，并對N₂張響應面左視相片和N₂張響應面右視相片中的同一標識點的中心像素坐標進行匹配對應，其中，獲取一張響應面相片中的N₁個標識點的中心像素坐標的方法包括：