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一种基于多层片光的鸟体运动轨迹识别测试装置及方法


技术摘要:
本发明公开一种基于多层片光的鸟体运动轨迹识别测试装置及方法,通过高速摄影、光场设置、计算测量的方法全程获得鸟体在进入进气道类长通道中的准确运动轨迹和运动状态,只需要一台高速摄影机,普通照明光场即可。由空气炮加速射出的鸟体依次通过多个颜色不同的片光场  全部
背景技术:
航空发动机经常吸入飞鸟,危及航空安全,飞鸟在进气道中碰撞、反弹和随气流运 动的轨迹对最终撞击风扇等关键部件的位置有较大影响,必须予以预先评估。目前方法必 须通过多台相机或传感器才能获得大致的数据。 故,需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现要素:
发明目的:为解决上述问题,提供一种基于多层片光的鸟体运动轨迹识别测试装 置,能够只需要一台高速摄影机和普通照明光场即可得到鸟体完整运动轨迹的识别测试。 本发明同时提供了使用该鸟体运动轨迹识别测试装置的测试方法。 技术方案:为达到上述目的,本发明可采用如下技术方案: 一种基于多层片光的鸟体运动轨迹识别测试装置,包括空气炮、用以模拟鸟体的 弹丸、高速摄像机,还包括照明光场,该照明光场包括若干平行排列的片光场及若干光源; 一个光源与一个片光场一一对应,并为该片广场提供光源;且,每个光源的颜色不同;所述 照明光场正对空气炮的炮口,且若干片光场自空气炮的炮口由近及远排列。 有益效果:本发明提供的基于多层片光的鸟体运动轨迹识别测试技术主要应用于 描述航空发动机吸入的飞鸟在进气道中碰撞、反弹和随气流运动轨迹的评估试验中。只需 要一台高速摄影机和普通照明光场(如采用不同颜色的LED光源)即可实现对鸟体运动轨迹 的完整描述,提高了测量的准确性和便捷性。 进一步的,还包括一个四周封闭的通道,所述照明光场位于该通道内,所述通道的 一侧等间距设置若干个狭缝,且每个狭缝外设有一个光源,一个光源照射出的光穿过狭缝 在通道内形成一个片光场。 进一步的,所述高速摄像机与空气炮位于照明光场的同一侧,高速摄像机正对照 明光场,并用以拍摄弹丸穿过每一个片光场时片光场在弹丸外表面留下的高亮轮廓线。 本发明提供的使用该鸟体运动轨迹识别测试装置的测试方法采用以下技术方案: 弹丸沿垂直于片光场的轴线入射,高速摄影拍摄角度同投射角度,当弹丸运行至 片光场时,设片光场设有n个,则通过弹丸通过每个片光场的时间依次记为:t1,t2,t3…tn, 每个时间均与至该片光场时拍摄的摄影图片或视频对应;设第一个片光场到第n个片光场 之间的距离为S,每个片光场的的长度及宽度均一样,且设每个片光场的长度为L、宽度为D; 当弹丸通过片光场时,如果采用彩色高速摄影,弹丸轮廓被片光照亮形成不同颜 色的高亮轮廓线而被高速摄影记录,如果采用黑白高速摄影,则记录生产高亮轮廓线的次 序可以记录不同片光层的顺序,同时通过弹丸在矩形片光场的相对位置确定在通道内的坐 3 CN 111578835 A 说 明 书 2/3 页 标,这样对于L,D,S,t等已知的试验工况而言,可以得到弹丸的三维坐标随时间变化的过 程,确定其运动轨迹。 进一步的,建立以第一个片光面左下角为零点,L方向为x轴,D方向为y轴,S方向为 z轴的图示三维坐标系,测试时,采用高速摄影记录弹丸侧面预设标志点被片光高亮时记录 的坐标xn,yn,zn,z坐标预先得知,经由高速摄影高亮图像与L及D的相对位置,标定xn与yn 的值,当弹丸通过多个片光面后,通过高速摄影图片得到弹丸通过不同片光面的x,y,z值, 进而绘制弹丸的三维坐标轨迹。 附图说明 图1是本发明鸟体运动轨迹识别测试装置的结构示意图。 图2是本发明中鸟体依次穿过各个片光场运动轨迹示意图。
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