繩牽引并聯(lián)機(jī)器人（WDPR）為風(fēng)洞試驗(yàn)提供了一種新型支撐方式,可用于多/六自由度風(fēng)洞復(fù)雜動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。針對(duì)該支撐下飛行器模型的大范圍運(yùn)動(dòng),發(fā)展了一種基于雙目視覺(jué)的模型位姿動(dòng)態(tài)測(cè)量方法。首先,設(shè)計(jì)了一種編碼合作標(biāo)志點(diǎn),合理布置于模型表面,通過(guò)圖像處理消除繩對(duì)標(biāo)志點(diǎn)成像干擾,進(jìn)行標(biāo)志點(diǎn)三維重構(gòu);然后,利用絕對(duì)定姿算法求解相對(duì)位姿初值,且給出了理論誤差分析,并基于雙目相機(jī)重投影誤差構(gòu)建李代數(shù)下的無(wú)約束最小二乘優(yōu)化問(wèn)題,采用L-M算法進(jìn)行位姿優(yōu)化;最后,采用該測(cè)量系統(tǒng)分別進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度驗(yàn)證試驗(yàn),以及大迎角俯仰振蕩等3種單/多自由度典型運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,靜態(tài)角度和位移測(cè)量精度分別優(yōu)于0.02°/0.02mm;動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)角度精度可達(dá)到0.1°量級(jí),位移平均誤差為0.4mm。研究結(jié)果表明:設(shè)計(jì)的雙目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)是有效可行的,可為后續(xù)風(fēng)洞試驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用提供支持。 

【文章來(lái)源】：航空學(xué)報(bào). 2019,40(12)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

編碼標(biāo)志點(diǎn)布置方式

系統(tǒng)坐標(biāo)系定義如圖1所示，其中：Owxwywzw表示靜坐標(biāo)系，Omxmymzm表示飛行器模型坐標(biāo)系，Ocxcyczc表示相機(jī)坐標(biāo)系；風(fēng)洞坐標(biāo)系與該支撐系統(tǒng)下零位姿狀態(tài)的飛行器模型坐標(biāo)系重合，以模型質(zhì)心為原點(diǎn)，x軸與飛行器機(jī)身軸線平行，指向與來(lái)流方向相反；y軸指向翼展右方向；z軸垂直向下。風(fēng)洞坐標(biāo)系為靜坐標(biāo)系，而飛行器模型坐標(biāo)系為動(dòng)坐標(biāo)系，此時(shí)模型俯仰方向姿態(tài)角即為迎角。2 模型位姿測(cè)量方案

擬采用雙目視覺(jué)實(shí)現(xiàn)繩牽引并聯(lián)支撐模型復(fù)雜動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)下的位姿測(cè)量。測(cè)量方案整體示意圖如圖2所示。具體以實(shí)際測(cè)量對(duì)象SDM標(biāo)模尺寸外觀為依據(jù)，設(shè)計(jì)了一種編碼合作標(biāo)志點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)快速立體匹配；由三角測(cè)量原理對(duì)標(biāo)志點(diǎn)三維重構(gòu)，使用絕對(duì)定姿算法初步估計(jì)模型位姿，并基于雙目重投影誤差構(gòu)建李代數(shù)下的無(wú)約束最小二乘優(yōu)化問(wèn)題，進(jìn)一步提高測(cè)量結(jié)果精度。圖中Rcm、tcm分別表示相機(jī)坐標(biāo)系與飛行器模型坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和位移向量。2.1 標(biāo)志點(diǎn)設(shè)計(jì)與布置

【參考文獻(xiàn)】：
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