深圳大学刘燕获国家专利权
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龙图腾网获悉深圳大学申请的专利一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121557894B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202610092475.0,技术领域涉及:G01B11/16;该发明授权一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量系统及方法是由刘燕;朱合威;段聪设计研发完成,并于2026-01-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量系统及方法,属于飞机结构强度测试技术领域,包括:在机身表面制作高质量散斑图案并布设合作标志点;利用双目摄像机柔性自标定方法完成立体测量系统标定;通过无人机摄影测量辅助多系统全局坐标统一;采用同步控制器触发多组系统同步采集坠撞过程图像;基于标志点定位追踪与立体视觉原理获取关键测点运动轨迹与速度;基于控制点引导的数字图像相关方法与立体视觉原理获取全场三维位移场与应变场;通过图像拼接与数据融合实现变形可视化表征。本发明实现了大型飞机整机坠撞过程中三维变形场的非接触、高精度、全场动态测量,为飞机结构适坠性分析评估与抗坠撞设计验证提供了技术支撑。
本发明授权一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种飞机坠撞试验机身全场变形非接触测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 在飞机机身表面制作散斑图案,并在机身关键位置布置合作标志; 利用双目摄像机柔性自标定方法,对由多对高速摄像机构成的立体测量系统的内参数与相对外参数进行标定; 对由多对高速摄像机构成的立体测量系统的内参数与相对外参数进行标定,包括: 在飞机机身测量区域周围及所述关键位置布置所述合作标志作为控制点,以构建标定场; 所述立体测量系统对所述标定场中的控制点进行拍摄,并通过图像处理与合作标志定位识别算法,获得各控制点的编码ID与中心二维像点坐标; 基于Kruppa方程求解摄像机的内参数初值,利用对极几何约束求解线性摄像机模型的外参数,并通过光束平差算法对内外参数进行非线性优化,获得标定后的所述立体测量系统的内参数与相对外参数; 利用无人机摄影测量辅助的多相机摄像测量网络全局标定方法,基于所述立体测量系统的内参数与相对外参数,获取各所述立体测量系统的局部测量坐标系到世界坐标系的绝对外参数; 获取各立体测量系统的局部测量坐标系到世界坐标系的绝对外参数,包括: 采用旋翼无人机通过摄影测量技术,重建所述标定场中所有控制点在世界坐标系下的三维坐标; 各所述立体测量系统获取各自视场下不同控制点的图像; 基于所述标定后的立体测量系统的内参数与相对外参数,重建所述控制点在各自局部测量坐标系下的三维坐标; 利用所述控制点在所述世界坐标系下的三维坐标与在所述局部测量坐标系下的三维坐标,计算各立体测量系统局部测量坐标系到所述世界坐标系的位姿变换关系,作为绝对外参数; 使用各所述立体测量系统同步拍摄飞机整机试验件坠撞过程的时序动态图像; 使用各立体测量系统同步拍摄时序动态图像,包括: 采用同步控制器控制所述立体测量系统中的所有高速摄像机同步采集图像,同步精度小于等于1微秒; 基于所述时序动态图像,通过标志定位追踪方法与立体视觉原理,获得坠撞过程中机身关键测点的运动轨迹与速度; 获得坠撞过程中机身关键测点的运动轨迹与速度,包括: 基于标志定位追踪方法,从各所述立体测量系统左右相机拍摄的时序动态图像中识别所述合作标志; 基于立体视觉原理与标定后的立体测量系统的内参数与相对外参数,计算各合作标志在每一帧图像中的三维空间坐标; 按时间顺序排列所述三维空间坐标,形成所述机身关键测点的运动轨迹; 对所述三维空间坐标的时间序列进行均值滤波,并采用中心差分法计算各时刻的运动速度; 基于所述时序动态图像,通过控制点引导下的数字图像相关方法与立体视觉原理,获得坠撞过程中机身全场的三维位移场与三维应变场; 基于所述绝对外参数与图像特征匹配,对各所述立体测量系统拍摄的时序动态图像进行拼接,并将所述运动轨迹、速度、三维位移场与三维应变场数据映射至拼接后的机身全景图像,实现全场变形的可视化表征; 实现全场变形的可视化表征的过程包括: 基于所述绝对外参数,将各所述立体测量系统获得的测量数据统一转换至所述世界坐标系; 采用基于多尺度空间模型的SIFT方法,检测并定位相邻立体测量系统公共视场内的图像特征点; 根据同名特征点世界坐标相同的原则,完成相邻立体测量系统图像间的特征匹配; 选取基准图像,将完成特征匹配的图像进行拼接与融合,生成飞机机身全景图像; 将所述运动轨迹、速度、三维位移场与三维应变场数据映射至所述机身全景图像,生成包含运动轨迹、速度矢量、全场位移云图与全场应变云图的综合可视化结果。
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