[发明专利]一种用于TPIV测量的4台相机协同调节的安装平台

说明书

本发明涉及一种用于TPIV测量的4台相机协同调节的安装平台，属于流体运动精细测量技术领域，包括框架结构、垂直张角调节部件、水平张角调节部件和相机安装调节部件；垂直张角调节部件安装在框架结构上，沿垂向移动实现垂直张角调节；水平张角调节部件安装在垂直张角调节部件上，跟随垂直张角调节部件同步运动，并沿水平方向运动实现水平张角调节；相机安装调节部件布置在水平张角调节部件和框架结构上，跟随垂直、水平张角调节部件运动实现4台相机的水平张角、垂直张角的调节，由相机安装调节部件自身运动对相机的物距进行调整。本平台用于实现TPIV系统4台相机的安装及同步调节，具有协同性强、操作方便、精确度高等优点。

技术领域

本发明属于流体运动精细测量的技术领域，特别涉及一种用于TPIV测量的4台相机协同调节的安装平台。

背景技术

层析粒子图像测速技术(简称TPIV)从21世纪初开始发展，并迅速成为流体测量技术的最新研究内容。TPIV系统的工作原理为，在三维立体测量空间内密布的示踪粒子由体形激光照亮，示踪粒子散射的光线被多台(一般为4台)相机从不同的视角曝光和记录；根据事先确定的相机标定关系以及层析重构算法，可以将平面灰度图像重构为立体灰度图像；基于三维互相关运算求出判读体对应的流体微团的三维位移，即可得到判读体中心点的三维速度矢量。

TPIV系统4台相机最合理的布置为立体交叉(Cross-like)模式，如图1所示，4台相机01布置在矩形的四个顶点，各相机镜头02的光轴线与TPIV系统中心线OP呈一定的夹角安装，4台相机镜头02的光轴线相交于被测量体03的中心点P。

目前，TPIV系统4台相机的安装平台还没有定型的产品，世界上最著名的三家TPIV供应商(TSI、Dantec和Lavision)和国际上一些科研单位所采用的平台都以万向节固定单台相机为基本结构，每台相机单独调节，不能进行4台相机的协调同步调整，调整过程复杂，耗时耗力，大大降低了TPIV系统的测量效率。

发明内容

本发明的目的是为了填补TPIV相机安装平台研发的空白，基于立体交叉(Cross-like)模式，研发一种用于TPIV测量的4台相机协同调节的安装平台，实现4台相机的协调同步调整，具有协同性强、操作方便、精确度高等优点，拥有较好的推广应用前景。

本发明提出的一种用于TPIV测量的4台相机协同调节的安装平台，该安装平台包括框架结构、垂直张角调节部件、水平张角调节部件和相机安装调节部件，将上下各两台相机镜头光轴线组成的平面与水平面的夹角均定义为垂直张角，将左右各两台相机镜头光轴线所在平面与中垂面的夹角均定义为水平张角；其中，所述垂直张角调节部件安装在框架结构上，沿垂向移动实现垂直张角调节；所述水平张角调节部件安装在垂直张角调节部件上，跟随垂直张角调节部件同步运动，并沿水平方向运动实现水平张角调节；所述相机安装调节部件布置在水平张角调节部件和框架结构上，跟随垂直张角调节部件、水平张角调节部件运动实现4台相机的水平张角、垂直张角的调节，由相机安装调节部件自身运动对相机的物距进行调整；该平台在任意垂直张角、水平张角及相机物距可调的条件下，4台相机镜头的光轴始终汇聚于测量体中心点。

所述框架结构的外轮廓为长方体，包括位于长方体各棱上的外框、位于长方体顶面和底面且相互平行的各2根横梁、位于长方体前面和后面且相互平行的各1根竖梁。