风洞试验中模型姿态角测量的多相机动态标定方法

摘要

本发明公开了一种风洞试验中模型姿态角测量的多相机动态标定方法，该方法针对风洞试验段的运行温差，建立已知坐标点的三维坐标与风洞试验段温度变化间的关系，据此得出风洞试验段的运行温度对应的已知坐标点的三维坐标，使得标定相机拍摄每张相片的位置与姿态时，考虑了风洞试验段的热胀冷缩；针对高速风洞振动环境中多相机摄影测量因振动不同步所导致的误差问题，在动态标定相机拍摄每张相片的位置与姿态时，采用的基准为粘印在风洞试验段上的已知坐标点，即考虑了高速风洞试验段运行时的振动，使得动态标定得到的相机位置与姿态同属于同一个风洞坐标系。本发明的方法可以提高模型姿态角的测量精度。

主权项

一种风洞试验中模型姿态角测量的多相机动态标定方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将风洞试验中模型姿态角测量的相机安装在风洞试验段上壁面上，在风洞模型上粘印特征点，沿着风洞模型在风洞试验段下壁面上的正投影区域外粘印已知点；2)在风洞试验未运行时，测量粘印的已知点在风洞坐标系下的三维坐标值；3)确定风洞试验段下壁面上粘印的已知点在不同试验温度下坐标的变化模型；4)在风洞试验中采集图像的同时，得到风洞试验段的温度，根据步骤3）的结果计算出该温度下已知点的三维坐标值；5)利用已知点在相机中成像的像空间坐标与其三维坐标值，按照摄影测量学的共线方程，计算拍摄每张照片的相机的位置与姿态角，以及每张照片的内方位元素；6)对同一时刻，不同相机采集的照片，按照摄影测量学的共线方程计算出该时刻风洞模型上粘印的特征点的三维坐标，进而利用特征点间的连线与风洞坐标系间的关系，计算出模型姿态角。