[發明專利]航空航天飛行器熱防護部件測試裝置

有效

• 申請號: 202010181701.5
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111402233B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 馮雪;張金松;唐云龍;岳孟坤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/40;B64F5/60
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種航空航天飛行器熱防護部件測試裝置，其特征在于，用于測試熱防護部件的位移場、應變場和溫度場，所述裝置包括考核艙、攝像單元、發光單元、測溫單元、滑軌支架、滑軌支座及控制單元：

所述熱防護部件固定于所述考核艙的封閉空間中，所述考核艙中設置有加熱單元及觀察窗，所述加熱單元用于對所述熱防護部件進行加熱；

所述攝像單元包括三個或三個以上的攝像組件，各個攝像組件、發光單元及測溫單元分別通過滑軌支座設置于滑軌支架上，以實現各個攝像組件、發光單元及測溫單元的位置、方向、姿態的調整，每個攝像組件被設置為通過所述觀察窗采集所述熱防護部件的部分圖像，相鄰的攝像組件采集的圖像具有重疊部分，且各個攝像組件的綜合視野完全覆蓋所述熱防護部件；

控制單元，電連接于所述加熱單元、所述攝像單元、所述發光單元、所述測溫單元，用于：

控制所述加熱單元將所述熱防護部件進行加熱；

在所述熱防護部件被加熱時，控制所述發光單元發光、控制所述攝像單元采集圖像、并控制所述測溫單元采集所述熱防護部件的預設參考點的單點參考溫度；

對每個攝像組件采集到的圖像進行處理，得到拼接圖像，所述拼接圖像為所述熱防護部件的完整表面圖像；

利用所述拼接圖像確定所述熱防護部件的位移場、應變場；

利用所述拼接圖像及所述單點參考溫度確定溫度場；

所述利用所述拼接圖像及所述單點參考溫度確定溫度場，包括：

提取所述拼接圖像的顏色空間RGB中的R通道數據和G通道數據，得到第一比值，所述第一比值為所述拼接圖像各個像素的R通道數據與G通道數據的比值；

根據各個圖像之間的變換參數及各個像素的R通道數據與G通道數據的比值確定第二比值；

利用所述第二比值、所述單點參考溫度及所述預設參考點的R通道數據和G通道數據確定所述熱防護部件的溫度場；

所述根據各個圖像之間的變換參數及各個像素的R通道數據與G通道數據的比值確定第二比值，包括：

根據如下公式確定所述第二比值：

其中，表示所述第二比值，和分別表示所述拼接圖像被劃分的區域A、區域B和區域C對應的第一比值，其中，區域A、區域B和區域C按照各個攝像組件所采集的圖像位置對應劃分。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述對每個攝像組件采集到的圖像進行處理，得到拼接圖像，包括：

確定圖像之間的重疊區域；

根據圖像之間的重疊區域確定圖像之間的變換參數，所述變換參數包括兩個圖像的像素之間的平移量、縮放比例、旋轉比例、水平及垂直變形比例；

根據所述變換參數對重疊區域的像素坐標進行變換，得到重疊區域被拼接后每個像素的像素坐標；

根據圖像之間的重疊區域的像素值及預設融合參數確定重疊區域被拼接后的每個像素的像素值；

根據每個圖像未重疊區域的像素值、像素坐標及重疊區域被拼接后的像素坐標和像素值得到所述拼接圖像。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述確定圖像之間的重疊區域，包括：

提取每個圖像的顏色空間RGB中的B通道數據，根據每個圖像的B通道數據確定圖像之間的重疊區域。

4.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述利用所述拼接圖像確定所述熱防護部件的位移場、應變場，包括：

提取所述拼接圖像的顏色空間RGB中的B通道數據；

對所述拼接圖像的B通道數據進行處理，確定所述熱防護部件的位移場、應變場。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述利用所述第二比值、所述單點參考溫度及所述預設參考點的R通道數據和G通道數據確定所述熱防護部件的溫度場，包括：

利用如下公式確定所述熱防護部件的溫度場：

其中，表示拼接圖像D的第二比值，R₀，G₀分別表示預設參考點的R通道數據和G通道數據，C₂表示普朗克常數；λ_G和λ_R分別表示綠光和紅光的波長常數，T_D(x，y)表示圖像中任意位置(x，y)的溫度，T₀表示單點參考溫度。