[发明专利]一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：包括现场姿态捕获子系统、远程位姿解算子系统和模型回收子系统；

现场姿态捕获子系统，利用惯性传感器测量风洞自由飞试验模型的角速度和加速度；

远程位姿解算子系统，对现场姿态捕获子系统测量得到的风洞自由飞试验模型的角速度和加速度数据进行实时或离线解算，获得风洞自由飞试验模型的位姿信息；

模型回收子系统，用于在试验结束时回收风洞自由飞试验模型和现场姿态捕获子系统。

2.根据权利要求1所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：所述现场姿态捕获子系统包括电源模块、CPU模块、总线模块、惯性传感器、数据存储模块和蓝牙模块；

电源模块：为现场姿态捕获子系统各个模块供电；

CPU模块：试验过程中，向惯性传感器模块发送数据测量指令，并对总线模块的信息传送机制进行控制；

总线模块：采用PCI总线，是其余各模块之间传送信息的公共通信干线；

惯性传感器：用于测量并获取风洞自由飞试验模型的三轴角速度和三轴加速度数据，通过总线模块传送给数据存储模块和蓝牙模块；其中，惯性传感器采用MEMS惯性传感器，内嵌陀螺仪和加速度计；

数据存储模块：采用微型数据存储卡对惯性传感器模块测量的数据进行存储；

蓝牙模块：接收惯性传感器测量的数据，并实时向外发送。

3.根据权利要求2所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：现场姿态捕获子系统的电源模块、CPU模块、总线模块、惯性传感器、数据存储模块和蓝牙模块均集成并封装在一块印刷电路板上，工作时所述印刷电路板安装于风洞自由飞试验模型内腔，且MEMS惯性传感器需布置在风洞自由飞试验模型的滚转轴上，靠近模型的质心位置，MEMS惯性传感器x轴在风洞自由飞试验模型铅垂面内且指向模型前方。

4.根据权利要求3所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：MEMS惯性传感器的安装位置距离模型质心30mm之内。

5.根据权利要求2所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：远程位姿解算子系统采用以下任意一种方式进行模型位姿解算：

1)、离线解算方式：试验结束后，对现场姿态捕获子系统数据存储模块存储的惯性传感器数据进行读取并进行位姿解算，获得整个试验过程中的风洞自由飞试验模型位姿信息；

2)、在线解算方式：通过接收现场姿态捕获子系统蓝牙模块实时发送的惯性传感器数据，对风洞自由飞试验模型位姿信息进行在线实时解算。

6.根据权利要求5所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：所述远程位姿解算子系统由带蓝牙的工控机组成。

7.根据权利要求1所述的一种风洞自由飞试验模型位姿测量系统，其特征在于：模型回收子系统置于风洞扩散段后。