[發(fā)明專利]一種超高速飛行模型位姿變化測量裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811187005.4
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN108981719A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 李鑫;黃潔;柯發(fā)偉;王宗浩;羅錦陽;簡和祥;宋強;謝愛民;柳森
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C11/02;G01C11/12
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權代理有限公司 11609
• 代理人: 李亞東;周嬌嬌

1.一種超高速飛行模型位姿變化測量裝置，其特征在于，包括：

序列光源模塊，所述序列光源模塊用于產(chǎn)生序列脈沖光束，照射待測量的模型，所述模型表面設置有編碼標記點；

前光成像模塊，所述前光成像模塊包括雙目相機，所述雙目相機用于在一個曝光時間內(nèi)連續(xù)拍攝多個出光照射時刻所述模型的雙目前光圖像，所述序列光源模塊多次出光照射時刻為測量所述模型多個位姿的時刻；

控制模塊，所述控制模塊與所述序列光源模塊和所述前光成像模塊連接，用于控制序列脈沖光束出光以及所述雙目相機曝光；

數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于根據(jù)多個出光照射時刻獲得的雙目前光圖像，解算所述模型的位姿變化。

2.根據(jù)權利要求1所述的超高速飛行模型位姿變化測量裝置，其特征在于：

所述前光成像模塊還包括光吸收介質層，所述光吸收介質層設置在所述雙目相機的視場中，位于所述模型遠離所述雙目相機的一側。

3.根據(jù)權利要求2所述的超高速飛行模型位姿變化測量裝置，其特征在于：

所述光吸收介質層為黑布或黑色涂料。

4.根據(jù)權利要求1所述的超高速飛行模型位姿變化測量裝置，其特征在于：

所述數(shù)據(jù)處理模塊用于從單個出光照射時刻的雙目前光圖像提取至少三個能夠同時識別的編碼標記點，并根據(jù)預先標定的成像參數(shù)，解算該時刻的模型位姿；根據(jù)多個序列脈沖光束出光照射時序及對應的各時刻模型位姿，解算所述模型的位姿變化。

5.根據(jù)權利要求1所述的超高速飛行模型位姿變化測量裝置，其特征在于：

所述序列光源模塊采用脈沖激光器產(chǎn)生序列脈沖光束；所述脈沖激光器用于產(chǎn)生激光脈沖光束，經(jīng)擴束和勻化后照射模型。

6.一種超高速飛行模型位姿變化測量方法，其特征在于，采用權利要求1-5任一項所述的超高速飛行模型位姿變化測量裝置，具體包括以下步驟：

S1、利用序列光源模塊產(chǎn)生序列脈沖光束，多次出光照射待測量的模型；利用雙目相機在一個曝光時間內(nèi)連續(xù)拍攝多個出光照射時刻所述模型的雙目前光圖像；

S2、根據(jù)多個出光照射時刻獲得的雙目前光圖像，解算獲得所述模型的位姿變化。

7.根據(jù)權利要求6所述的超高速飛行模型位姿變化測量方法，其特征在于：

還包括在所述步驟S1之前，在模型表面制作編碼標記點，獲得模型質心位置，并通過三維掃描建立模型表面編碼標記點之間的空間位置關系，將編碼標記點轉換到模型質心坐標系下，得到各個編碼標記點的位置坐標。

8.根據(jù)權利要求6所述的超高速飛行模型位姿變化測量方法，其特征在于：

還包括在所述步驟S1之前，對雙目相機進行標定，標定出雙目相機的成像參數(shù)，以解算圖像與空間位置的關系；標定采用至少一塊標定板，每一塊標定板內(nèi)部點之間的位置關系已知。

9.根據(jù)權利要求8所述的超高速飛行模型位姿變化測量方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S2-1、根據(jù)單個出光照射時刻雙目前光圖像中至少三個能夠同時識別的編碼標記點，結合雙目相機的成像參數(shù)，計算編碼標記點的空間位置，得到該時刻的模型位姿；

S2-2、根據(jù)多個序列脈沖光束出光照射時序及對應的各時刻模型位姿，解算所述模型的位姿變化。