[发明专利]一种低速风洞试验中直升机旋翼振动位移测量方法有效

专利信息
申请号: 201810728394.0 申请日: 2018-07-05
公开(公告)号: CN108680336B 公开(公告)日: 2019-12-03
发明(设计)人: 左承林;马军;梁磊;岳廷瑞;宋晋;王勋年;武文军;张卫国 申请(专利权)人: 空气动力学国家重点实验室;中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所
主分类号: G01M9/06 分类号: G01M9/06;G01B11/02
代理公司: 11429 北京中济纬天专利代理有限公司 代理人: 刘康平<国际申请>=<国际公布>=<进入
地址: 621052 *** 国省代码: 四川;51
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摘要: 发明公开一种低速风洞试验中直升机旋翼振动位移测量方法,属于低速风洞试验测量技术领域。包括以下步骤:在直升机旋翼桨毂上布置一定数量的编码标记点;获取直升机旋翼静止状态下的图像数据;计算图像数据中编码标记点的三维坐标,并构建旋翼坐标系;获取直升机旋翼高速旋转状态下的瞬态图像数据;计算桨毂中心编码标记点在旋翼坐标系中的三维坐标;计算得到直升机旋翼高速旋转状态下的瞬态振动位移向量。本发明所提供的方法可有效测量直升机旋翼高速旋转造成的振动位移偏差,具有操作简单、非接触式、精度高、安全性好等优点。
搜索关键词: 直升机旋翼 低速风洞试验 高速旋转状态 振动位移测量 编码标记 三维坐标 桨毂 旋翼 测量技术领域 计算图像数据 非接触式 静止状态 瞬态图像 瞬态振动 图像数据 位移向量 有效测量 振动位移 中心编码 标记点 构建
【主权项】:
1.一种低速风洞试验中直升机旋翼振动位移测量方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤1:在直升机旋翼的桨毂上布置一定数量的编码标记点;/n步骤2:通过同步控制器同步触发两台高速CCD相机拍摄获取直升机旋翼静止状态下的图像数据;/n步骤3:对步骤2中获取的图像数据进行编码标记点识别与匹配,计算编码标记点在摄像机坐标系中的三维坐标;/n步骤4:基于步骤3求得的静止状态下编码标记点的三维坐标,构建旋翼坐标系;/n所述步骤4中旋翼坐标系构建方法具体如下:/n步骤4-1:对静止状态下编码标记点的三维坐标进行最小二乘平面拟合,得到拟合平面S;/n步骤4-2:以静止状态下桨毂中心编码标记点为原点、以拟合平面S的法向量为z轴方向,构建旋翼坐标系,计算得到从摄像机坐标系转换到旋翼坐标系的平移向量T和旋转矩阵R;所述步骤4-2中平移向量T计算如下:/n /n其中,表示静止状态下桨毂中心编码标记点在摄像机坐标系中的三维坐标;/n所述步骤4-2中旋转矩阵R计算如下:/n /n其中,(a,b,c)表示拟合平面S的法向量,表示旋转角度;/n步骤5:保持两台高速CCD相机不动,采用高频激光器在纳秒级时间内照亮测量区域,通过同步控制器同步触发两台高速CCD相机拍摄获取直升机旋翼高速旋转状态下的瞬态图像数据;/n步骤6:对步骤5中获取的瞬态图像数据进行编码标记点识别与匹配,计算桨毂中心编码标记点在摄像机坐标系中的三维坐标,并转换到旋翼坐标系中;/n步骤7:计算得到直升机旋翼高速旋转状态下的瞬态振动位移向量d。/n
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