[發(fā)明專利]航空航天飛行器熱防護(hù)部件測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010181701.5
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111402233B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪;張金松;唐云龍;岳孟坤
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/40;B64F5/60
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及一種航空航天飛行器熱防護(hù)部件測試裝置，所述裝置包括考核艙、攝像單元、發(fā)光單元、測溫單元、滑軌支架、滑軌支座及控制單元：控制單元，用于控制加熱單元將熱防護(hù)部件進(jìn)行加熱；在熱防護(hù)部件被加熱時(shí)，控制發(fā)光單元發(fā)光、控制攝像單元采集圖像、并控制測溫單元采集熱防護(hù)部件的預(yù)設(shè)參考點(diǎn)的單點(diǎn)參考溫度；對每個(gè)攝像組件采集到的圖像進(jìn)行處理，得到拼接圖像，拼接圖像為熱防護(hù)部件的完整表面圖像；利用拼接圖像確定熱防護(hù)部件的位移場、應(yīng)變場；利用拼接圖像及單點(diǎn)參考溫度確定溫度場。本公開通過多個(gè)攝像組件拍攝熱防護(hù)器件的圖像，可以提高圖像分辨率，確定熱防護(hù)器件的位移場、應(yīng)變場和溫度場，從而獲得準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種航空航天飛行器熱防護(hù)部件測試裝置。

背景技術(shù)

航空航天飛行器熱防護(hù)部件(例如大尺度平板結(jié)構(gòu))是航天航空飛行器外部熱防護(hù)的重要部件，在工程中具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。為了保證服役時(shí)熱防護(hù)部件的穩(wěn)定性和可靠性，在服役前對采用的熱防護(hù)部件進(jìn)行熱防護(hù)考核是必不可少的。現(xiàn)有的熱防護(hù)考核主要采用電弧風(fēng)洞等高溫測試手段，但實(shí)際測試中對于熱防護(hù)部件的測試特別是溫度場和變形場的測量具有一定的挑戰(zhàn)性。對熱防護(hù)部件測試的難點(diǎn)在于大尺寸帶來的一系列圖像采集、分析的難題，相關(guān)技術(shù)難以獲取清晰完整的測試圖像，并且無法計(jì)算得到全場溫度場和變形場，這對于材料考核產(chǎn)生了十分不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開提出了一種航空航天飛行器熱防護(hù)部件測試裝置，用于測試熱防護(hù)部件的位移場、應(yīng)變場和溫度場，所述裝置包括考核艙、攝像單元、發(fā)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(hù)部件固定于所述考核艙的封閉空間中，所述考核艙中設(shè)置有加熱單元及觀察窗，所述加熱單元用于對所述熱防護(hù)部件進(jìn)行加熱；

所述攝像單元包括三個(gè)或三個(gè)以上的攝像組件，各個(gè)攝像組件、發(fā)光單元及測溫單元分別通過滑軌支座設(shè)置于滑軌支架上，每個(gè)攝像組件被設(shè)置為通過所述觀察窗采集所述熱防護(hù)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(gè)攝像組件的綜合視野完全覆蓋所述熱防護(hù)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(fā)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(hù)部件進(jìn)行加熱；

在所述熱防護(hù)部件被加熱時(shí)，控制所述發(fā)光單元發(fā)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(hù)部件的預(yù)設(shè)參考點(diǎn)的單點(diǎn)參考溫度；

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

利用所述拼接圖像確定所述熱防護(hù)部件的位移場、應(yīng)變場；

利用所述拼接圖像及所述單點(diǎn)參考溫度確定溫度場。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述對每個(gè)攝像組件采集到的圖像進(jìn)行處理，得到拼接圖像，包括：

確定圖像之間的重疊區(qū)域；

根據(jù)圖像之間的重疊區(qū)域確定圖像之間的變換參數(shù)，所述變換參數(shù)包括兩個(gè)圖像的像素之間的平移量、縮放比例、旋轉(zhuǎn)比例、水平及垂直變形比例；

根據(jù)所述變換參數(shù)對重疊區(qū)域的像素坐標(biāo)進(jìn)行變換，得到重疊區(qū)域被拼接后每個(gè)像素的像素坐標(biāo)；

根據(jù)圖像之間的重疊區(qū)域的像素值及預(yù)設(shè)融合參數(shù)確定重疊區(qū)域被拼接后的每個(gè)像素的像素值；

根據(jù)每個(gè)圖像未重疊區(qū)域的像素值、像素坐標(biāo)及重疊區(qū)域被拼接后的像素坐標(biāo)和像素值得到所述拼接圖像。

在一種可能的實(shí)施方式中，所述確定圖像之間的重疊區(qū)域，包括：

提取每個(gè)圖像的顏色空間RGB中的B通道數(shù)據(jù)，根據(jù)每個(gè)圖像的B通道數(shù)據(jù)確定圖像之間的重疊區(qū)域。