(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210603785.6 (22)申请日 2022.05.31 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114693808 A (43)申请公布日 2022.07.01 (73)专利权人 中国空气动力研究与发展中心低 速空气动力研究所 地址 610000 四川省绵阳市二环路南段6号 11信箱 (72)发明人 何宇　杨清　徐开明　刘忠华　 吴志刚　简春梅　蒋海林　高大鹏　 许可　王学　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 张倩(51)Int.Cl. G06T 7/80(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/246(2017.01) (56)对比文件 CN 10412 2066 A,2014.10.2 9 审查员 刘穗君 (54)发明名称 一种风洞试验中降落伞的姿态测量方法、 装 置及介质 (57)摘要 本申请公开了一种风洞试验中降落伞的姿 态测量方法、 装置及介质， 涉及低速风洞试验技 术领域， 基于动作捕捉系统， 降落伞下端固定于 枝干上的预设固定点， 枝干固定于风洞地面的中 心线上， 利用设于风洞侧壁观 察窗外的第一相机 建立动作 捕捉系统的三维空间坐标系； 利用设于 风洞内的第二相机拍摄降落伞运动时降落伞顶 端的标志点的运动轨迹以获取标志点的运动轨 迹图像； 根据运动轨迹图像和三维空间坐标系确 定标志点在三维空间坐标系中的位置信息， 并根 据位置信息确定降落伞的姿态。 本申请摆脱了传 感器， 使用一种非接触测量的方法， 基本不改变 降落伞的重量， 并且动作 捕捉系统的精度可达毫 米级， 保证 了降落伞 姿态测量的准确性。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114693808 B 2022.08.12 CN 114693808 B 1.一种风洞试验中降落伞的姿态测量方法， 基于动作捕捉系统， 所述降落伞下端固定 于枝干上的预设固定点， 所述枝干固定 于风洞地 面的中心线上， 其特 征在于， 包括： 利用设于风洞侧壁观察窗外的第一相机建立动作捕捉系统的三维空间坐标系； 利用设于风洞内的第二相机拍摄所述降落伞运动时降落伞顶端的标志点的运动轨迹 以获取所述标志点的运动轨 迹图像； 根据所述运动轨迹图像和所述三维空间坐标系确定所述标志点在所述三维空间坐标 系中的位置信息， 并根据所述 位置信息确定所述降落伞的姿态； 所述根据所述运动轨迹图像和所述三维空间坐标系确定所述标志点在所述三维空间 坐标系中的位置信息， 并根据所述 位置信息确定所述降落伞的姿态， 包括： 将降落伞下端固定于枝干上的所述预设固定点作为所述降落伞的旋转中心点， 并根据 所述三维空间坐标系确定 旋转中心点 坐标； 解析所述运动轨迹图像得到所述标志点在所述 三维空间坐标系中的若干个坐标； 通过所述旋转中心点 坐标和所述标志点的坐标确定所述降落伞的姿态； 所述通过所述旋转中心点 坐标和所述标志点的坐标确定所述降落伞的姿态， 包括： 根据所述标志点的坐标和所述旋转中心点坐标计算所述标志点和所述旋转中心点之 间的距离； 根据所述距离、 所述旋转中心点坐标和所述标志点的坐标计算所述降落伞的俯仰角和 侧滑角， 所述姿态包括所述俯仰角和所述侧滑角。 2.根据权利要求1所述的风洞试验中降落伞的姿态测量方法， 其特征在于， 所述利用设 于风洞侧壁观察窗外的第一相机建立动作捕捉系统的三维空间坐标系之前， 还 包括： 利用标定杆标定所述第一相机和/或所述第二相机； 其中， 所述标定杆上包含若干标志 点， 所述第一相机和/或所述第二相机标定时相机 视野范围内包 含全部所述标志点。 3.根据权利要求1所述的风洞试验中降落伞的姿态测量方法， 其特征在于， 所述利用设 于风洞侧壁观察窗外的第一相机建立动作捕捉系统的三维空间坐标系， 包括： 利用经纬仪在所述 风洞地面的所述中心线的正上 方确定第一 点作为第一模拟标志点； 利用水平仪在所述第 一点所在水平面上确定第 二点作为第 二模拟标志点， 所述第 二点 在所述中心线的正上 方； 利用水平仪在所述第 一点所在水平面上确定第 三点作为第 三模拟标志点， 所述第 一点 与所述第三 点的连线垂直与所述第一 点和所述第二 点的连线； 所述第一相机根据所述第 一模拟标志点、 所述第 二模拟标志点和所述第 三模拟标志点 建立所述三 维空间坐标系； 其中， 所述第一模拟标志 点作为所述三 维空间坐标系的原点， 所 述第一模拟标志点和所述第二模拟标志点的连线为所述三维空间坐标系的Z轴， 所述第一 模拟标志点和所述第三模拟标志点的连线为所述三维空间坐标系的X轴， 所述三维空间坐 标系的Y轴分别与Z轴和X轴垂直。 4.根据权利要求1或3所述的风洞试验中降落伞的姿态测量方法， 其特征在于， 所述三 维空间坐标系的三轴方向与风洞坐标系的三轴方向相同。 5.根据权利要求1所述的风洞试验中降落伞的姿态测量方法， 其特征在于， 所述第 二相 机设于风洞内收缩段斜平台上。 6.一种风洞试验中降落伞的姿态测量装置， 基于动作捕捉系统， 所述降落伞下端固定权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114693808 B 2于枝干上的预设固定点， 所述枝干固定 于风洞地 面的中心线上， 其特 征在于， 包括： 建立模块， 用于利用设于风洞侧壁观察窗外的第 一相机建立动作捕捉系统 的三维空间 坐标系； 拍摄模块， 用于利用设于风洞内的第 二相机拍摄所述降落伞运动时降落伞顶端的标志 点的运动轨 迹以获取 所述标志点的运动轨 迹图像； 确定模块， 用于根据 所述运动轨迹图像和所述三维空间坐标系确定所述标志点在所述 三维空间坐标系中的位置信息， 并根据所述 位置信息确定所述降落伞的姿态； 所述根据所述运动轨迹图像和所述三维空间坐标系确定所述标志点在所述三维空间 坐标系中的位置信息， 并根据所述 位置信息确定所述降落伞的姿态， 包括： 将降落伞下端固定于枝干上的所述预设固定点作为所述降落伞的旋转中心点， 并根据 所述三维空间坐标系确定 旋转中心点 坐标； 解析所述运动轨迹图像得到所述标志点在所述 三维空间坐标系中的若干个坐标； 通过所述旋转中心点 坐标和所述标志点的坐标确定所述降落伞的姿态； 所述通过所述旋转中心点 坐标和所述标志点的坐标确定所述降落伞的姿态， 包括： 根据所述标志点的坐标和所述旋转中心点坐标计算所述标志点和所述旋转中心点之 间的距离； 根据所述距离、 所述旋转中心点坐标和所述标志点的坐标计算所述降落伞的俯仰角和 侧滑角， 所述姿态包括所述俯仰角和所述侧滑角。 7.一种风洞试验中降落伞的姿态测量装置， 其特征在于， 包括存储器， 用于存储计算机 程序； 处理器， 用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的风洞试验中降 落伞的姿态测量方法的步骤。 8.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至5任一项 所述的风洞试验中降落 伞的姿态测量方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114693808 B 3