姿态测量方法技术

本申请涉及一种姿态测量方法，涉及测量领域。该姿态测量方法包括：将双目相机置于观察窗外部，其中，观察窗安装于风洞试验段侧壁上，双目相机包括左相机和右相机；将靶标置于观察窗的外部，利用靶标对双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第一参数；将靶标置于风洞试验段内部，利用靶标对双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第二参数；获取第一参数和第二参数之间的映射关系；采用双目相机根据第二参数获取被测模型的第一姿态，其中，被测模型置于风洞试验段的内部；根据映射关系和第一姿态，获得被测模型的目标姿态。本申请用以解决因观察窗玻璃引起的光线折射，造成姿态测量不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
姿态测量方法
本申请涉及测量领域，尤其涉及一种姿态测量方法。
技术介绍
风洞试验，是指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。对飞行器进行风洞试验，在当代飞行器设计过程中扮演着重要角色，飞行器设计过程中的许多重要参数如载荷分布、模型表面气动力等均由风洞试验获得。因此，风洞试验数据的准确性直接影响到飞行器设计的可靠性。随着现代科技的不断发展、飞行器设计技术的不断提高，对风洞试验的精细化提出了越来越高的要求。风洞试验的精细化要求体现在对风洞试验过程中的各个误差的产生环节进行优化，提高测试手段和减小测量误差。在目前国内风洞试验过程中，人们往往将改进重点放在提高模型加工精度、提高采集系统以及传感器精度、提高气流均匀性和稳定性等方面。但是，因观察窗玻璃引起的光线折射，在姿态测量中会引入较大误差。
技术实现思路
本申请提供了一种姿态测量方法，用以解决因观察窗玻璃引起的光线折射，造成姿态测量不准确的问题。第一方面，本申请实施例提供了一种姿态测量方法，包括：将双目相机置于观察窗外部，其中，所述观察窗安装于风洞试验段侧壁上，所述双目相机包括左相机和右相机；将靶标置于所述观察窗的外部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第一参数；将所述靶标置于所述风洞试验段内部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第二参数；获取所述第一参数和所述第二参数之间的映射关系；采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，其中，所述被测模型置于所述风洞试验段的内部；根据所述映射关系和所述第一姿态，获得所述被测模型的目标姿态。可选地，所述采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，包括：在所述风洞试验段的内部且不受环境振动影响的稳固位置，设置参考点；在启动试验前所述双目相机无振动时，获取所述参考点在所述左相机拍摄的第一左图像中的第一坐标值，和所述参考点在所述右相机拍摄的第一右图像中的第二坐标值；根据所述第一坐标值、所述第二坐标值和所述第二参数，获得所述参考点的第一空间位置坐标值；在试验过程中所述双目相机发生振动时，获取所述参考点在所述左相机拍摄的第二左图像中的第三坐标值，和所述参考点在所述右相机拍摄的第二右图像中的第四坐标值；根据所述第三坐标值、所述第四坐标值和所述第二参数，获得所述参考点的第二空间位置坐标值；获取所述第一空间位置坐标值和所述第二空间位置坐标值之间的转换关系；在试验过程中所述双目相机发生振动时，获取所述被测模型的第二姿态；根据所述转换关系和所述第二姿态，获得所述被测模型的所述第一姿态。可选地，所述内部参数包括焦距、主点坐标和镜头畸变；所述外部参数是指所述左相机和所述右相机之间的位置关系。可选地，所述利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，包括：获取所述靶标在所述左相机拍摄的第三左图像中的第一角点信息和第一亚像素角点信息；根据所述第一角点信息和所述第一亚像素角点信息，标定所述左相机的内部参数；获取所述靶标在所述右相机拍摄的第三右图像中的第二角点信息和第二亚像素角点信息；根据所述第二角点信息和所述第二亚像素角点信息，标定所述右相机的内部参数；获取所述靶标在所述第三左图像和所述第三右图像中的公共点，以及所述公共点在所述第三左图像中的第五坐标值和所述公共点在所述第三右图像中的第六坐标值；根据所述第五坐标值和所述第六坐标值，标定所述双目相机的外部参数。可选地，所述采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，包括：在所述被测模型上设置标志点；采用所述左相机，拍摄所述被测模型的第四左图像；采用所述右相机，拍摄所述被测模型的第四右图像；获取所述标志点在所述第四左图像中的第七坐标值，和所述标志点在所述第四右图像中的第八坐标值；根据所述第七坐标值、所述第八坐标值和所述第二参数，获得所述被测模型的所述第一姿态。可选地，所述获取所述标志点在所述第四左图像中的第七坐标值，和所述标志点在所述第四右图像中的第八坐标值，包括：获取所述标志点在所述第四左图像中的第一图像信息；根据所述第一图像信息，获得所述第七坐标值；获取所述标志点在所述第四右图像中的第二图像信息；根据所述第二图像信息，获得所述第八坐标值。可选地，所述获取所述标志点在所述第四左图像中的第一图像信息，包括：将所述第四左图像进行预处理，获得预处理后的第五左图像，所述预处理包括滤波；将所述第五左图像进行边缘检测，获得边缘二值图；将所述边缘二值图进行轮廓跟踪，获得轮廓集；从所述轮廓集中剔除干扰点的轮廓，筛选出所述标志点的轮廓；根据所述标志点的轮廓，获取所述标志点的所述第一图像信息。可选地，所述从所述轮廓集中剔除干扰点的轮廓，筛选出所述标志点的轮廓，包括：将所述轮廓集中的各个轮廓进行椭圆拟合，获得拟合后的椭圆；根据所述拟合后的椭圆，剔除所述干扰点的轮廓，筛选出所述标志点的轮廓。可选地，所述根据所述拟合后的椭圆，剔除所述干扰点的轮廓，筛选出所述标志点的轮廓，包括：比较所述拟合后的椭圆的长轴长度和预设长轴长度值；若所述拟合后的椭圆的长轴长度小于所述预设长轴长度值，则所述拟合后的椭圆为根据所述干扰点的轮廓拟合的椭圆；若所述拟合后的椭圆的长轴长度不小于所述预设长轴长度值，则所述拟合后的椭圆为根据所述标志点的轮廓拟合的椭圆。可选地，所述双目相机采用同步触发方式。第二方面，本申请实施例提供了一种姿态测量装置，包括：放置模块，用于将双目相机置于观察窗外部，其中，所述观察窗安装于风洞试验段侧壁上，所述双目相机包括左相机和右相机；第一标定模块，用于将靶标置于所述观察窗的外部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第一参数；第二标定模块，用于将所述靶标置于所述风洞试验段内部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第二参数；第一获取模块，用于获取所述第一参数和所述第二参数之间的映射关系；第二获取模块，用于采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，其中，所述被测模型置于所述风洞试验段的内部；处理模块，用于根据所述映射关系和所述第一姿态，获得所述被测模型的目标姿态。第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器中所存储的程序，实现第一方面所述的姿态测量方法。第四方面，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种姿态测量方法，其特征在于，包括：/n将双目相机置于观察窗外部，其中，所述观察窗安装于风洞试验段侧壁上，所述双目相机包括左相机和右相机；/n将靶标置于所述观察窗的外部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第一参数；/n将所述靶标置于所述风洞试验段内部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第二参数；/n获取所述第一参数和所述第二参数之间的映射关系；/n采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，其中，所述被测模型置于所述风洞试验段的内部；/n根据所述映射关系和所述第一姿态，获得所述被测模型的目标姿态。/n

【技术特征摘要】
1.一种姿态测量方法，其特征在于，包括：
将双目相机置于观察窗外部，其中，所述观察窗安装于风洞试验段侧壁上，所述双目相机包括左相机和右相机；
将靶标置于所述观察窗的外部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第一参数；
将所述靶标置于所述风洞试验段内部，利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，获得第二参数；
获取所述第一参数和所述第二参数之间的映射关系；
采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，其中，所述被测模型置于所述风洞试验段的内部；
根据所述映射关系和所述第一姿态，获得所述被测模型的目标姿态。


2.根据权利要求1所述的姿态测量方法，其特征在于，所述采用所述双目相机根据所述第二参数获取被测模型的第一姿态，包括：
在所述风洞试验段的内部且不受环境振动影响的稳固位置，设置参考点；
在启动试验前所述双目相机无振动时，获取所述参考点在所述左相机拍摄的第一左图像中的第一坐标值，和所述参考点在所述右相机拍摄的第一右图像中的第二坐标值；
根据所述第一坐标值、所述第二坐标值和所述第二参数，获得所述参考点的第一空间位置坐标值；
在试验过程中所述双目相机发生振动时，获取所述参考点在所述左相机拍摄的第二左图像中的第三坐标值，和所述参考点在所述右相机拍摄的第二右图像中的第四坐标值；
根据所述第三坐标值、所述第四坐标值和所述第二参数，获得所述参考点的第二空间位置坐标值；
获取所述第一空间位置坐标值和所述第二空间位置坐标值之间的转换关系；
在试验过程中所述双目相机发生振动时，获取所述被测模型的第二姿态；
根据所述转换关系和所述第二姿态，获得所述被测模型的所述第一姿态。


3.根据权利要求1所述的姿态测量方法，其特征在于，所述内部参数包括焦距、主点坐标和镜头畸变；
所述外部参数是指所述左相机和所述右相机之间的位置关系。


4.根据权利要求3所述的姿态测量方法，其特征在于，所述利用所述靶标对所述双目相机的内部参数和外部参数进行标定，包括：
获取所述靶标在所述左相机拍摄的第三左图像中的第一角点信息和第一亚像素角点信息；
根据所述第一角点信息和所述第一亚像素角点信息，标定所述左相机的内部参数；
获取所述靶标在所述右相机拍摄的第三右图像中的第二角点信息和第二亚像素角点信息；
根据所述第二角点信息和所述第二亚像素角点信息，标定所述右相机的内部参数；
获取所述靶标在所述第三左图像和所述第三右图像中的公共点，以及所述公共点在所述第三左...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾召会，曹宇，蔄元臣，杨敬，闫德顺，曾祎，
申请(专利权)人：北京航天测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11