CN207662595U - 一种立式风洞双目视觉测量系统标定架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，所述标定架由基体、支撑件、相互垂直的三个方向角度转环、校验样件四部分组成，三个环构成相互垂直的空间结构，以实现校验样件的空间角度预置；校验样件通过托架安装在Z环内；采用本实用新型的标定架，可以方便地将校验样件的空间预置角度锁定，并在安装于转轴上的刻度盘上读取三个初始分角度值；需要变换下一个空间角度时，手动将校验样件预置到位，锁紧后读取空间角度相对值，对比双目系统测量值完成对立式风洞双目测量系统的标定。

Description

一种立式风洞双目视觉测量系统标定架

技术领域

本发明涉及风洞测量领域，具体是涉及一种立式风洞双目视觉测量系统标定架。

背景技术

在立式风洞试验过程中，担负测量保障任务的立式风洞双目视觉测量系统，作为试验中常用的非接触测量工具，能对被试验物体表面附着的标记点进行高速、高精度拍照，并依据不同标记点的相对位置及每一个标记点的位移随时间变化参数，解算出试验物体姿态角度变化、运动轨迹等参数。

目前，在风洞试验中并对测量系统进行标定的专用设备，无法对测量数据进行精度误差分析和质量保证。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有的问题，提供出一种立式风洞双目视觉测量系统标定架。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，三个中心重合且依次套在一起的环，每个环以该环的中轴线为转轴进行转动，三个环的中轴线相互垂直，每一个环上与该环中轴线交汇的边框上设置有一个刻度盘，环转动的同时带动刻度盘上的指针转动，在最内环里沿着环的一根中轴线设置有校验样件。

在上述技术方案中，包括一个支撑环，三个环中的最外环通过定位柱连接到支撑环内。

在上述技术方案中，具有两个所述的定位柱，两个定位柱位于最外环的中轴线两端，连接两个定位柱的中轴线垂直于水平面。

在上述技术方案中，最外环转动的轴定义为X轴，中间环转动的轴定义为Y轴，最内环转动的轴定义为Z轴，在空间上，三个环构成XYZ坐标系。

在上述技术方案中，三个环上的刻度盘各自设置在X轴、Y轴、Z轴上。

在上述技术方案中，所述支撑环底部设置有若干个支撑脚。

在上述技术方案中，所述支撑脚为可以自由调节高度，通过多个支撑脚实现支撑环的水平调节。

在上述技术方案中，通过该系统进行标定的过程为：

步骤一：转动三个环，使得校验样件处于空间中的仁义位置，然后读取每个空间对于刻度盘上的角度分量值；

步骤二：然后在通过双目测量系统对校验样件标记点的每个空间位置进行拍照，并解算姿态角度分量；

步骤三：将解算出的角度分量与实际读取的角度分量进行求差，就可以得到该标定系统的测量精度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

该系统简单，由于所设计的立式风洞双目视觉测量系统标定架可方便实现校验样件任意空间位置的姿态角度分量读取，系统误差随标定架相互垂直的三个方向角度转环尺寸增大而降低，可以准确记录校验样件的角度参数；

校验样件是长方形板材，可在其表面方便地喷涂或粘贴双目视觉测量用标记点或二维编码，识别效率高；

实用性较强，该发明可应用于各种基于双目视觉测量技术的风洞非接触测量系统标定，设计过程简单、高效。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的标定架结构示意图；

其中；1是水平地脚，2是基座，3是支撑环，4是定位柱，5是X环，6是刻度盘，7是转轴，8是托架，9是校验样件，10是Z环，11是Y环，12是双头螺柱。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1 所示，本发明中的标定架包括基体、支撑件、相互垂直的三个方向角度转环、校验样件四部分。

其中，基体是用来实现对于整个标定架进行调平的，包括了基座和多个水平地脚，水平地脚通过基座边缘的螺纹孔自下而上旋进基座，构成基体，并通过调节每个水平地脚旋进的长度调节整个装置的水平。

支撑件设置在基体上，主要用来支撑三个转动的角度转环，整个支撑件成C子形，在垂直线上分别设置有定位柱，用于定位连接转环。因为本发明采用的基本原理是在空间范围内实现的，从而使得需要构建一个空间三维坐标系。因此两个定位柱之间的连线就作为一个参考中轴线。

三个转环的形状不受限制，可以是矩形也可以是圆形。如上述，在构建XYZ三维坐标系时，首先确定X平面，将一个转环固定连接到支撑件上的两个定位轴上，两个定柱位于该转环的中轴线两端，而且该转环以两个定位柱的连线为中轴线进行转动，并且将一个刻度盘设置在定位柱上，通过转动该环带动刻度盘的转动，可以直接在刻度盘上读出在X轴向上的转动角度分量；我们将X轴面的环定义为X环。

确定好X轴面后，就需要确定Y轴面也就是Y环，将一个尺寸略小于X环的Y环，通过转轴固定在X环内，使得Y环能在X环内沿着转轴进行转动；在设置Y环的时候，需要使得X环和Y环两个环的中心要重合，而且X环所在的平面要与Y环所在平面相互垂直。同样的在转轴的最外侧设置一个刻度盘，通过Y环的转动可以直接在刻度盘上读出在Y轴向上的转动角度分量。

同样的设置，在Y环内设置一个尺寸略小于Y环的Z环，Z环需要和X环和Y环的中心重合，而且Z环所在轴面需要同时垂直于X环所在轴面和Y环所在轴面；一样的在Z环的转轴外侧设置一个刻度盘，通过Z环的转动可以直接在刻度盘上读出在Z轴向上的转动角度分量。

这样通过上面的设计，就在空间范围内构件出一个XYZ坐标系，X环、Y环、Z环在空间内转动相互不干涉，然后在Z环内沿着轴线再固定设置一个校验样件，通过转动X环、Y环、Z环可以实现校验样件在空间上的各个姿态。

对于系统标定架的误差精度确定，本方案中采用以下过程：

首先通过转动X环、Y环、Z环，使得校验样件处于空间上的某一位置，然后直接通过三个刻度盘读取角度的三个分量；

然后通过拍摄的方式对校验样件进行各个角度的拍照，通过解算得出校验样件在各个空间的角度分量；

然后用这个计算出的分量去减观察出的分量，它们的差值就是整个测量系统的误差值，也就是精度值。

上述所描述的实施均针对于立式风洞双目视觉测量系统标定，当然，对各种基于双目视觉测量技术的风洞非接触测量系统的标定，本发明同样适用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于包括：三个中心重合且依次套在一起的环，每个环以该环的中轴线为转轴进行转动，三个环的中轴线相互垂直，每一个环上与该环中轴线交汇的边框上设置有一个刻度盘，环转动的同时带动刻度盘上的指针转动，在最内环里沿着环的一根中轴线设置有校验样件。

2.根据权利要求1所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于包括一个支撑环，三个环中的最外环通过定位柱连接到支撑环内。

3.根据权利要求2所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于具有两个所述的定位柱，两个定位柱位于最外环的中轴线两端，连接两个定位柱的中轴线垂直于水平面。

4.根据权利要求3所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于最外环转动的轴定义为X轴，中间环转动的轴定义为Y轴，最内环转动的轴定义为Z轴，在空间上，三个环构成XYZ坐标系。

5.根据权利要求4所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于三个环上的刻度盘各自设置在X轴、Y轴、Z轴上。

6.根据权利要求2所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于所述支撑环底部设置有若干个支撑脚。

7.根据权利要求6所述的一种立式风洞双目视觉测量系统标定架，其特征在于所述支撑脚为可以自由调节高度，通过多个支撑脚实现支撑环的水平调节。