基于双目视觉的转动惯量测量方法.pdfVIP

第 35卷 第 9期 仪 器 仪 表 学 报 Vo1．35No．9 2014年 9月 ChineseJournalofScientificInstrument Sep．2014 基于双 目视觉的转动惯量测量方法 刘 巍，张 洋，马 鑫，尚志亮，贾振元 (大连理工大学机械工程学院 大连 116024) 摘 要 ：针对空气阻力以及机构阻力对于转动惯量测量精度的影响，结合双 目视觉与复摆运动理论，提出一种基于双 目视觉理 论的转动惯量测量方法。首先，采用双 目视觉方法拍摄被测物体的复摆运动序列图像 ，进而基于三维测量原理获得被测复杂形 状构件合作标记点的三维轨迹信息；然后寻找运动平面，并提出虑及结构阻尼与运动阻尼的摆动轨迹拟合周期求取方法 ，根据 此种方法与复摆理论获得被测物体的转动惯量；最后 ，使用该转动惯量测量系统，针对风洞实验中具有复杂形状的超音速飞行 器投放物模型的转动惯量进行了测量实验。实验结果表明：提出的方法可实现转动惯量 的高效、便捷测量，测量精度可达 1．1％，并满足飞行器投放物转动惯量测量的工程需求。 关键词：转动惯量 ；双 目视觉；轨迹拟合 ；复摆；高精度 中图分类号：TH741 文献标识码 ：A 国家标准学科分类代码 ：460．40 M easurementmethodformomentofinertiabasedon binocularvision LiuWei，ZhangYang，MaXin，ShangZhiliang，JiaZhenyuan (CollegeofMechanicalEngineenng，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China) Abstract：Aimingattheinfluenceofairresistanceandmechanism resistanceonthemeasurementprecisionofmomentofinertia，anovel measurementmethodofthemomentofinertiaisproposedbasedonbinocularvisualtheoryandcompound—pendulum forimprovingthe measurementprecisionofthemomentofinertiainthispaper．Inthisnewmethod，theerrorscausedbyfrictionmomentandairresistance canbereducedgreatly．Firstly，themotionsequenceimagesofacooperationmarkeronthemeasuredobjectarecapturedwithbinocular visualtheory．Thenthecoordinatesofthemarkermovementtrackarereconstructedwiththeprinciplesofthreedimensionmeasurement． A curvefittingmethodconsideringtheeffectsoffrictionmomentandairresistanceispresentedofrthecompoundpendulum trackofthe cooperationmarkeronthecomplexshapedobject．Utilizingthismethod，thetrackofthecooperationmarkerinasingleplaneisacquired andthemomentofinertiaofthemeasuredobjectisobtained．Windtunnelexperimentontheultrasonicflightvehiclemodelwithcomplex shapewasconducted．Experimentresultsshow thatthemeasurementprecisionofmomentofinertia