繩牽引并聯(lián)機器人（WDPR）為風洞試驗提供了一種新型支撐方式,可用于多/六自由度風洞復雜動態(tài)試驗。針對該支撐下飛行器模型的大范圍運動,發(fā)展了一種基于雙目視覺的模型位姿動態(tài)測量方法。首先,設計了一種編碼合作標志點,合理布置于模型表面,通過圖像處理消除繩對標志點成像干擾,進行標志點三維重構;然后,利用絕對定姿算法求解相對位姿初值,且給出了理論誤差分析,并基于雙目相機重投影誤差構建李代數(shù)下的無約束最小二乘優(yōu)化問題,采用L-M算法進行位姿優(yōu)化;最后,采用該測量系統(tǒng)分別進行了靜態(tài)和動態(tài)精度驗證試驗,以及大迎角俯仰振蕩等3種單/多自由度典型運動軌跡測量。試驗數(shù)據(jù)顯示,靜態(tài)角度和位移測量精度分別優(yōu)于0.02°/0.02mm;動態(tài)測量時角度精度可達到0.1°量級,位移平均誤差為0.4mm。研究結果表明:設計的雙目視覺測量系統(tǒng)是有效可行的,可為后續(xù)風洞試驗的實際應用提供支持。 

【文章來源】：航空學報. 2019,40(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

編碼標志點布置方式

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

擬采用雙目視覺實現(xiàn)繩牽引并聯(lián)支撐模型復雜動態(tài)運動下的位姿測量。測量方案整體示意圖如圖2所示。具體以實際測量對象SDM標模尺寸外觀為依據(jù)，設計了一種編碼合作標志點，以實現(xiàn)快速立體匹配；由三角測量原理對標志點三維重構，使用絕對定姿算法初步估計模型位姿，并基于雙目重投影誤差構建李代數(shù)下的無約束最小二乘優(yōu)化問題，進一步提高測量結果精度。圖中Rcm、tcm分別表示相機坐標系與飛行器模型坐標系之間的旋轉矩陣和位移向量。2.1 標志點設計與布置

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3378711