双目视觉绳系支撑飞行器模型位姿动态测量

Abstract

基于机器人技术的绳牵引并联机构为风洞试验提供了一种新型支撑方式,可用于多/六自由度风洞复杂动态试验。针对该支撑下飞行器模型的大范围运动,发展了一种基于双目视觉的模型位姿动态测量方法。首先,设计了一种编码合作标志点,合理布置于模型表面,通过图像处理消除绳对标志点成像干扰,进行标志点三维重构;然后,利用绝对定姿算法求解相对位姿初值,且给出了理论误差分析,并基于双目相机重投影误差构建李代数下的无约束最小二乘优化问题,采用L-M算法进行位姿优化。最后,采用该测量系统分别进行了静态和动态精度验证实验,以及大迎角俯仰振荡等三种单/多自由度典型运动轨迹测量。实验数据显示,静态角度和位移测量精度分别优于0.02°/0.02mm;动态测量时角度精度可达到0.1°量级,位移平均误差为0.4mm。上述研究结果表明设计的双目视觉测量系统是有效可行的,可为后续风洞试验的实际应用奠定基础。国家自然科学基金(11702232,11472234);;\n中央高校基本科研业务费(20720180071