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立式风洞全视场尾旋姿态测量技术研究

马军 宋晋 刘蓓 秦三春 熊建军 蒋敏

马军, 宋晋, 刘蓓, 等. 立式风洞全视场尾旋姿态测量技术研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(6): 66-70, 104. doi: 10.11729/syltlx20160087
引用本文: 马军, 宋晋, 刘蓓, 等. 立式风洞全视场尾旋姿态测量技术研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(6): 66-70, 104. doi: 10.11729/syltlx20160087
Ma Jun, Song Jin, Liu Bei, et al. Design and implementationfor full field of view measurement scheme in vertical wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(6): 66-70, 104. doi: 10.11729/syltlx20160087
Citation: Ma Jun, Song Jin, Liu Bei, et al. Design and implementationfor full field of view measurement scheme in vertical wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(6): 66-70, 104. doi: 10.11729/syltlx20160087

立式风洞全视场尾旋姿态测量技术研究

doi: 10.11729/syltlx20160087
详细信息
    通讯作者:

    马军(1974-), 男, 重庆人, 高级工程师。研究方向:软件工程、非接触测量。通信地址:四川绵阳中国空气动力研究与发展中心(621000)。E-mail:292384225@qq.com

  • 中图分类号: V211.71

Design and implementationfor full field of view measurement scheme in vertical wind tunnel

  • 摘要: 尾旋运动是飞机的一种非正常的极限飞行状态,复杂并且危险,极易造成飞行事故。在立式风洞中开展尾旋实验是研究尾旋现象的主要技术手段之一,目的是为了获取实验过程中模型飞机的姿态角,用于对其尾旋特性进行分析。针对尾旋实验运动状态的特点,以及双目测量系统在以往实验应用中的缺陷,设计了一种全视场测量方案,并围绕其关键技术问题开展了研究,使用编码标记识别技术实现特征标记的自动识别,通过基于刚体的三维重建技术实现模型姿态的测量,采用基于共同基准平面的数据标定方法实现多视角姿态数据的有效融合。通过立式风洞尾旋实验验证了该技术的有效性及可靠性,实验结果曲线完整,图像利用率达到了95%,为尾旋运动特性分析提供了更加丰富的数据支撑。
  • 图  1  系统相机布局设计

    Figure  1.  System cameras arrangement

    图  2  编码标记

    Figure  2.  Coded marker

    图  3  编码标记识别效果

    Figure  3.  Coded marker recognition effect

    图  4  双目测量系统原理

    Figure  4.  Principle of binocular stereo vision

    图  5  4个CCD摄录的典型实验图像

    Figure  5.  Typicaltest images of 4 CCD cameras

    图  6  典型对比数据曲线

    Figure  6.  Curves of typical contrastive data

    表  1  实验数据统计

    Table  1.   Statistics of test data


    尾旋
    状态
    总图像
    数量
    双目测量
    系统识别
    数量
    双目测量
    系统图像
    利用率
    全视场
    系统识别
    数量
    全视场
    测量系统
    图像利用率
    正飞平
    尾旋1
    1237259%12097%
    正飞平
    尾旋2
    1136356%10795%
    倒飞平
    尾旋1
    1166657%10095%
    倒飞平
    尾旋2
    1417553%13797%
    倒飞振
    荡尾旋
    1568353%14996%
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-02
  • 修回日期:  2016-10-11
  • 刊出日期:  2016-12-25

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    2021年8月13日