[发明专利]一种基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量系统方法

权利要求书

1.一种基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法；其特征在于，包括：

S101，通过张正友标定法用黑白棋盘格对相机进行标定，获得相机参数；

S102，试验前，通过相机采集铅垂线示意图，得到所述铅垂线和图像坐标系的第一夹角；

具体的，在模型的试验位置悬挂铅垂线，待所述铅垂线稳定后，通过所述相机拍摄所述铅垂线得到铅垂线图像；

以重力方向为竖直方向的基准轴，通过Hough直线检测的方法，得到所述铅垂线图像中铅垂线的解析式，通过所述解析式得到所述铅垂线与图像坐标系的第一夹角；

S103，在模型表面搭载标记物，通过相机实时捕获所述模型的二维图像；所述标记物由多个不同直径的圆孔组成；

S104，通过服务器接收所述二维图像、所述第一夹角和所述相机参数，识别所述标记物的运动轨迹，获取所述标记物的二维运动轨迹，得到所述模型的运动轨迹，计算出所述模型轴向力大小，获得所述模型的推阻测量数据；

具体的，通过服务器取所述标记物中直径最大和第二大的两个圆的圆心做一条直线，获取其随着时间变化和OX轴之间的第二夹角，减去0时刻的夹角，得到所述模型运动的攻角；

通过服务器分别对模型的运动轨迹的x方向和y方向进行随着时间变化的二次差分得到x方向和y方向的加速度，通过x方向和y方向的加速度得到轴向加速度，根据所述模型的重量m，推算出轴向推阻，得到发动机模型推阻测量数据。

2.根据权利要求1所述基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法，其特征在于，所述模型通过电永磁铁悬挂在风洞试验段中，试验过程中通过控制模块控制所述模型。

3.根据权利要求1所述基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法，其特征在于，所述服务器根据所述相机参数对所述二维图像进行畸变矫正；将所述二维图像旋转第一夹角的角度，使图像坐标系中的OY轴和重力加速度方向重合；

通过所述服务器对所述标记物上特征圆的边界提取，获取边界上的像素坐标，通过非线性拟合，确定所述标记物上各个特征圆的圆心精确位置和直径尺度，提取精度可达亚像素级，得到各个特征圆的圆心的运动轨迹。

4.根据权利要求3所述基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法，其特征在于，通过服务器将所述特征圆根据所述特征圆的直径排序，生成所述特征圆的编号1～N，所述特征圆的圆心的运动轨迹为(X₁,Y₁),…(X_N,Y_N)，所述特征圆的直径对应为d₁～d_N。

5.根据权利要求1所述基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法，其特征在于，通过服务器将特征圆根据排列组合原理两两组合；将每组的圆心距与圆孔的实际设计尺寸尺度换算，得到第一换算因子；将所述第一换算因子算数平均，得到最终像素到实际尺寸的第二换算因子。

6.根据权利要求5所述基于背光成像的高焓激波风洞发动机推阻测量方法，其特征在于，通过服务器取所述标记物中直径最大的特征圆的运动轨迹，代表所述模型的整体运动轨迹，加入所述第一换算因子，得到实际尺度的模型运动轨迹。