[发明专利]一种外挂物分离轨迹风洞试验的单目视频测量方法

权利要求书

1.一种外挂物分离轨迹风洞试验的单目视频测量方法，其特征在于包括

步骤1：在风洞试验段壁板上粘印或绘制至少3个振动测量标记点，用于测量包含风洞洞体振动信息的相机位置、姿态；在外挂物风洞模型表面，粘印或绘制2组环绕式编码标记点，用于测量以风洞外挂物模型为参照物时，相机的位置和姿态；

步骤2：风洞试验开始前，将外挂物风洞模型移动到轨迹分离试验的初始位置和姿态，对应时间为t₀，测量振动测量标记点、环绕式编码标记点中I、II、III、IV样式特征编码标记点在风洞坐标系下的三维坐标值，风洞试验开始后，图像采集处理计算机采集、保存图像；

步骤3：风洞试验开始后的t_i时刻，根据振动测量标记点t₀时刻在风洞坐标系中的三维坐标值、t_i时刻在像平面的坐标值，计算相机姿态和位置对应的旋转矩阵和平移矩阵

步骤4：t_i时刻，对像平面中成像的特征编码标记点进行识别与匹配，根据识别和匹配建立的对应关系，从t₀时刻测量得到的特征编码标记点在风洞坐标系下的三维坐标值中，找出成像的特征编码标记点的三维坐标值；

步骤5：t_i时刻，以外挂物风洞模型为参照物，根据成像的特征编码标记点t₀时刻在风洞坐标系中的三维坐标值、t_i时刻在像平面的坐标值，计算相机的姿态和位置对应的旋转矩阵和平移矩阵

步骤6：t_i时刻，根据计算外挂物风洞模型从t₀时刻到t_i时刻在风洞坐标系中姿态和位置变化对应的旋转矩阵和平移矩阵并得到外挂物风洞模型的轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种外挂物分离轨迹风洞试验的单目视频测量方法，其特征在于所述步骤1中环绕式编码标记点是指布置在外挂物风洞模型表面头部或尾部的特征编码标记点的组合，外挂物风洞模型头部的环绕式编码标记点记为C_front，尾部的特征编码标记点记为C_tail，C_front和C_tail均包含9个特征编码标记点，9个特征编码标记点沿外挂物风洞模型的滚转方向均匀分布、居中对齐；C_front至少存在1个I样式特征编码标记点与C_tail中的I样式特征编码标记点的圆心连线与外挂物风洞模型轴线平行；定义C_front或C_tail中任意3个连续的特征编码标记点构成了1个编码片段，C_front与C_tail中任意两个编码片段均不相同；C_front中包含的任意圆形标记点与C_tail中包含的任意圆形标记点的距离至少为外挂物风洞模型直径的2倍，所述的外挂物风洞模型直径为其滚转方向切面外接圆直径的最大者。

3.根据权利要求2所述的一种外挂物分离轨迹风洞试验的单目视频测量方法，其特征在于所述步骤2中特征编码标记点是指1个或多个相同圆形标记点的组合，特征编码标记点共有4种样式，分别记为I样式特征编码标记点、II样式特征编码标记点、III样式特征编码标记点和IV样式特征编码标记点，其中I样式特征编码标记点包含1个圆形标记点，II样式特征编码标记点包含2个圆形标记点，III样式特征编码标记点包含3个圆形标记点，IV样式特征编码标记点包含4个圆形标记点；对于II、III、IV样式特征编码标记点，其包含的相邻圆形标记点的外圆相切，圆心连线与外挂物风洞模型轴线平行；对于I、II、III、IV样式特征编码标记点，以其包含的最靠近风洞外挂物模型头部的圆形标记点的圆心坐标值为其坐标值；组成特征编码标记点的圆形标记点的直径至多为外挂物风洞模型直径的1/10。