對(duì)于飛行器而言，目標(biāo)的空間運(yùn)動(dòng)三維姿態(tài)，是將其飛行狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)解構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。飛行器結(jié)構(gòu)件的三維運(yùn)動(dòng)軌跡、六自由度6-DOF測(cè)量，對(duì)于飛行器的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、改進(jìn)以及故障分析等都極具價(jià)值。
在實(shí)際飛行中，飛行器結(jié)構(gòu)件的軌跡、姿態(tài)和起伏變形情況復(fù)雜多變，直接影響飛行器的空中安全性以及空氣動(dòng)力性能。采用新拓三維XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)，獲取飛行器飛行過(guò)程中的變形分布情況，有助于提高飛行可靠性和縮短研發(fā)測(cè)試周期。
飛行狀態(tài)下的dic動(dòng)態(tài)軌跡測(cè)量
在現(xiàn)代飛機(jī)性能測(cè)試中，飛行器及其結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)分析，大多基于理論模擬或者風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。采用新拓三維XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，可對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)件及機(jī)載物在空中飛行狀態(tài)下軌跡、姿態(tài)、位移、變形進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)將高速攝像機(jī)安裝在飛機(jī)上，機(jī)體飛行中實(shí)時(shí)采集圖像，使用DIC軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，輸出測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果。

XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)合高速攝像機(jī)采集圖像，通過(guò)DIC軟件計(jì)算出每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)在受載時(shí)的位移和變形，并可用于低速、高速、超高速風(fēng)洞模型的變形測(cè)量和姿態(tài)測(cè)量；超音速風(fēng)洞對(duì)柔性機(jī)翼模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)測(cè)試，獲得機(jī)翼振動(dòng)時(shí)的位移分布；以及飛機(jī)在實(shí)際飛行工況下的機(jī)翼變形測(cè)量。

機(jī)載相機(jī)抖動(dòng)干擾排除
采用一種動(dòng)態(tài)定位相機(jī)的方法。飛機(jī)在飛行過(guò)程中，機(jī)身各結(jié)構(gòu)件均在無(wú)規(guī)律振動(dòng)，機(jī)載相機(jī)也會(huì)隨之振動(dòng)，干擾數(shù)字圖像相關(guān)DIC測(cè)量精度。
通過(guò)已知的全局控制點(diǎn)，XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)采用空間后方交會(huì)方法，實(shí)時(shí)定位相機(jī)，有效消除由相機(jī)抖動(dòng)帶來(lái)的測(cè)量誤差。
單像空間后方交會(huì)解法，將控制點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)作為觀測(cè)值，并求解該像片內(nèi)、外方位元素的過(guò)程。解算外方位元素的單像后方交會(huì)，因外方位元素只有６個(gè)未知數(shù)，至少要３個(gè)控制點(diǎn)才可進(jìn)行計(jì)算。單像空間后方交會(huì)算法是迭代運(yùn)算，采用攝影測(cè)量中的三角錐算法來(lái)計(jì)算初值。
DIC相機(jī)動(dòng)態(tài)定位
飛行狀態(tài)下，飛行器結(jié)構(gòu)件在無(wú)規(guī)律振動(dòng)，但機(jī)身局部剛性件整體的柔性變形，相對(duì)于機(jī)載相機(jī)的剛性移動(dòng)可忽略不計(jì)，設(shè)定機(jī)身剛性結(jié)構(gòu)件無(wú)柔性變形。
相機(jī)定位方法如下圖所示，如果測(cè)量相機(jī)視場(chǎng)內(nèi)可以觀測(cè)到固定區(qū)域的控制點(diǎn)，則使用空 間后方交會(huì)方法，直接計(jì)算出位移姿態(tài)及軌跡測(cè)量。
由于飛機(jī)上空間的限制，當(dāng)主測(cè)量相機(jī)無(wú)法同時(shí)觀測(cè)待測(cè)目標(biāo)區(qū)域以及固定區(qū)域，可采用耦合相機(jī)的方法，實(shí)現(xiàn)間接定位主測(cè)量相機(jī)。

相機(jī)動(dòng)態(tài)定位

DIC軌跡姿態(tài)測(cè)量
試飛過(guò)程需要精確獲得飛行器剛性件的運(yùn)動(dòng)軌跡與姿態(tài)。針對(duì)該類問(wèn)題，傳統(tǒng)測(cè)量方法是采用傳感器、經(jīng)緯儀測(cè)量或者二維影像跟蹤測(cè)量，只能粗略地估算出飛行器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，屬定性分析。
飛行數(shù)據(jù)中，姿態(tài)所代表的是目標(biāo)相對(duì)于某特定坐標(biāo)系３個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)量。基于空間后方交會(huì)方法，XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)可快速解算剛體形心運(yùn)動(dòng)軌跡與姿態(tài)，通過(guò)分析剛體標(biāo)志點(diǎn)精確解算其三維坐標(biāo)，反求出剛體坐標(biāo)系相對(duì)于世界坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，即姿態(tài)與軌跡。
軌跡姿態(tài)測(cè)量典型案例
風(fēng)洞中整機(jī)姿態(tài)分析
采用XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，配合高速攝像機(jī)，通過(guò)觀察窗觀測(cè)風(fēng)洞中飛行器姿態(tài)、變形與局部應(yīng)變。

直升機(jī)旋翼運(yùn)行狀態(tài)分析

導(dǎo)彈飛行軌跡姿態(tài)分析
XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，搭配地面高速攝像機(jī)，高速拍攝設(shè)定觀察窗口中目標(biāo)對(duì)象圖像，實(shí)現(xiàn)彈倉(cāng)開(kāi)啟受力變形分析，彈體姿態(tài)和軌跡追蹤測(cè)試。
飛行中機(jī)翼變形測(cè)試

采用多套XTDIC-STROBE三維動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，分別承擔(dān)測(cè)量檢測(cè)、共軛消振功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼動(dòng)態(tài)變形監(jiān)測(cè)。