申请/专利权人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所

申请日：2023-12-27

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117490969B

主分类号：G01M9/06

分类号：G01M9/06;G01B11/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2024.02.23#实质审查的生效;2024.02.02#公开

摘要：本发明适用于冰形测量技术领域，提供了一种结冰风洞完整冰形在线测量方法。在结冰风洞两侧观察窗外分别设置第一成像子系统和第二成像子系统，子系统均包括线激光器和偏振相机，两线激光器分别发出不同波段的激光片光，两偏振相机安装有对应波段的滤光片，避免另一线激光器发出的激光片光的干扰。测量时，两偏振相机分别采集激光线图像，得到两条激光线轮廓曲线；对两条激光线轮廓曲线进行融合，得到完整的截面冰形轮廓线。进一步，两线激光器沿垂直方向扫描模型结冰表面，执行前述步骤得到完整的三维冰形轮廓。采用本发明的方法，可以高效地进行三维冰形在线测量，得到完整的三维冰形轮廓。

主权项：1.一种结冰风洞完整冰形在线测量方法，其特征在于，在结冰风洞的两侧分别设置第一成像子系统和第二成像子系统；所述第一成像子系统包括第一偏振相机和第一线激光器，所述第一偏振相机用于拍摄第一激光线；所述第二成像子系统包括第二偏振相机和第二线激光器，所述第二偏振相机用于拍摄第二激光线；所述第一线激光器发出的第一激光片光在冰面形成第一激光线，所述第二线激光器发出的第二激光片光在冰面形成第二激光线；所述第一激光片光与第二激光片光部分重合；所述第一激光片光和第二激光片光的波段不同，且在第一偏振相机和所述第二偏振相机前设置对应波段的滤光片；所述第一偏振相机和第二偏振相机均为黑白偏振相机；所述测量方法包括如下步骤：S1.分别采集第一相机图像和第二相机图像，所述第一相机图像为第一偏振相机拍摄的图像，所述第二相机图像为第二偏振相机拍摄的图像；S2.从第一相机图像提取并解算第一激光线轮廓，从第二相机图像提取并解算第二激光线轮廓，并将第一激光线轮廓与第二激光线轮廓坐标转换到同一坐标系中，得到初始冰形轮廓线；S3.利用第一激光片光和第二激光片光相交区域对应于冰面上的点对第一激光线轮廓与第二激光线轮廓进行融合处理，得到完整的截面冰形轮廓线；步骤S3中，采用如下三种方法之一进行融合处理：1）.直接采用三维点云配准法，将第一激光线轮廓和第二激光线轮廓的三维点云进行配准；2）.当第一线激光器和第二线激光器发出的激光片光在试验模型表面的激光线位于同一水平面，则采用如下步骤进行融合处理：S33’.获取所述相交区域对应于第一激光线轮廓线上的每个点到试验模型截面的最短路径，若该最短路径上存在第二激光线轮廓线上的点，则将第二激光线轮廓线上的点去除；S34’.获取所述相交区域对应于第二激光线轮廓线上的每个点到试验模型截面的最短路径，若该最短路径上存在第一激光线轮廓上的点，则将第一激光线轮廓线上的点去除；S35’.对于经过步骤S33’和S34’处理后的第一激光线轮廓和第二激光线轮廓，当两个轮廓线最接近的两个点的x坐标或y坐标的差值超过设定值时，采用插值法在最接近的两个点之间进行插值，得到融合后的冰形轮廓线；3）.当第一线激光器和第二线激光器发出的激光片光在试验模型表面的激光线不位于同一水平面，则采用如下步骤进行融合处理：S31.分别获取所有第一激光线轮廓和第二激光线轮廓的三维坐标；S32.沿试验模型预设位置的水平面截取冰形轮廓线，并获取截取平面冰形轮廓线上第一激光线轮廓和第二激光线轮廓沿y方向投影有重叠的区域；S33.获取重叠区域对应于第一激光线轮廓线上的每个点到试验模型截面的最短路径，若该最短路径上存在第二激光线轮廓线上的点，则将第二激光线轮廓线上的点去除；S34.获取重叠区域对应于第二激光线轮廓线上的每个点到试验模型截面的最短路径，若该最短路径上存在第一激光线轮廓上的点，则将第一激光线轮廓线上的点去除；S35.对于经过步骤S33和S34处理后的第一激光线轮廓和第二激光线轮廓，当两个轮廓线最接近的两个点的x坐标或y坐标的差值超过设定值时，采用插值法在最接近的两个点之间进行插值，得到融合后的冰形轮廓线；xy平面为水平面，x方向为来流方向，y为垂直来流方向。

全文数据：

权利要求：

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