大推力火箭发动机结构位姿测量系统及补偿方法与流程

技术特征：
1.一种大推力火箭发动机结构位姿测量系统，其特征在于：包括参考标志点(1)、反光标志点(3)、控制采集器(4)和至少两个高速摄影机(2)；所述至少两个高速摄影机(2)均设置于被测发动机(5)的周围，用于形成被测发动机(5)的三维空间视觉测量域；所述参考标志点(1)设置于试车台的对接架(6)对接被测发动机(5)的对接端，用于获取高速摄影机(2)相对于试车台的移动速度及位移信息；所述反光标志点(3)设置于被测发动机(5)的待测部位，用于位置辨识；所述控制采集器(4)的输入端同时连接所有高速摄影机(2)的输出端。2.根据权利要求1所述的大推力火箭发动机结构位姿测量系统，其特征在于：所述待测部位为被测发动机(5)的涡轮泵和两个喷管。3.根据权利要求1或2所述的大推力火箭发动机结构位姿测量系统，其特征在于：所述高速摄影机(2)有两台，帧率均为1000帧/s。4.一种大推力火箭发动机结构位姿补偿方法，基于权利要求1至3任一项所述的大推力火箭发动机结构位姿测量系统，其特征在于，包括以下步骤：1)将被测发动机(5)使用对接架(6)对接至试车台，通过试车控制测量系统的试车时统同时触发所有高速摄影机(2)，通过控制采集器(4)按照相同的频率采集试车全程的图像数据，并将该图像数据确定为位姿分析的原始图像数据；2)对步骤1)所得图像数据逐帧进行反光标志点(3)检测，并根据时间排序，形成包含高速摄影机(2)自身附加位移及试车台位移的发动机位姿信息；3)对步骤1)所得图像数据逐帧进行参考标志点(1)检测，以获取高速摄影机(2)相对于试车台的移动速度及位移信息；4)利用步骤3)所得移动速度及位移信息，对步骤2)所得发动机位姿信息进行补偿，以获取被测发动机(5)相对于试车台的位姿变化数据，用于发动机冲击载荷结构响应评估。5.根据权利要求4所述的大推力火箭发动机结构位姿补偿方法，其特征在于：步骤4)中，所述位姿变化数据为位移随时间变化的曲线，该曲线包含轴向x、径向y和切向z三个方向的数据。6.根据权利要求4所述的大推力火箭发动机结构位姿补偿方法，其特征在于：还包括在步骤1)之前，对高速摄影机(2)进行标定的步骤。

技术总结
本发明涉及一种火箭发动机结构位姿测量系统，具体涉及一种大推力火箭发动机结构位姿测量系统及补偿方法，其目的是解决现有技术存在未对所用相机自身在冲击、振动条件下的附加位移进行剥离，而大推力火箭发动机试车所产生的环境振动非常强烈，导致识别的关键结构位姿变化偏差较大的技术问题。该系统包括参考标志点、反光标志点、控制采集器和至少两个高速摄影机。该补偿方法通过两台以上高速摄影机，对大推力火箭发动机结构上的反光标志点进行位移解算，获得发动机结构位姿数据，在试车台的对接端设置参考标志点，以获取高速摄影机相对于试车台的振动数据，并利用其对发动机位姿信息进行补偿，以获取被测发动机相对于试车台的位姿变化数据。位姿变化数据。位姿变化数据。


技术研发人员：王春民 陈晖 杨飒 王猛 高玉闪 马冬英 李斌潮
受保护的技术使用者：西安航天动力研究所
技术研发日：2021.07.14
技术公布日：2021/10/28