技术特征：
1.一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，包括：s1、坐标取齐：将固联安装有惯导的风洞试验模型设置于风洞支撑装置上，根据风洞现场条件布置至少两个相机构成相机阵列，并将所述风洞试验模型和所述相机阵列组成的惯性/视觉姿态测量系统进行坐标取齐；s2、姿态解算：在所述惯性/视觉姿态测量系统时间同步的基础上，分别进行惯导姿态解算和相机阵列姿态解算，对应得到同一时空下的惯导解算姿态信息和视觉测量姿态信息；s3、惯导/视觉姿态信息融合：通过卡尔曼滤波器对所述惯导解算姿态信息和视觉测量姿态信息进行信息融合，建立所述惯性/视觉姿态测量系统的滤波方程，并根据信息融合结果更新所述滤波方程，得到所述惯性/视觉姿态测量系统的状态估计误差；s4、最优姿态估计：根据所述惯性/视觉姿态测量系统的状态估计误差提取得到系统的姿态估计误差，并依此校正惯导的姿态，得到风洞试验模型的最优姿态。2.如权利要求1所述的一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，所述惯导解算姿态信息通过传统单子样算法进行惯导姿态解算得到；所述视觉测量姿态信息利用所述相机阵列拍摄所述风洞试验模型，获得设置在所述风洞试验模型上的多个标志点的像素点位置并进行视觉姿态解算后得到。3.如权利要求2所述的一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，步骤s3具体包括：根据风洞实验的准静态过程，简化卡尔曼滤波器状态量；所述惯性/视觉姿态测量系统的滤波方程包括系统状态方程和系统观测方程；根据惯导广义误差理论，所述惯导解算姿态信息和视觉测量姿态信息进行信息融合得到的融合结果包括误差矩阵，并基于所述误差矩阵获得系统观测量；结合所述误差矩阵和所述系统观测量通过卡尔曼滤波更新方程更新所述系统状态方程和所述系统观测方程，并获得所述姿态测量系统的一步转移矩阵；基于所述一步转移矩阵得到所述姿态测量系统的状态估计误差。4.如权利要求3所述的一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，还包括：对所述一步转移矩阵进行离散化。5.如权利要求4所述的一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，所述基于系统的姿态估计误差校正惯导的姿态，得到风洞试验模型的最优姿态的步骤具体包括：通过所述系统的姿态估计误差对融合后的惯导解算姿态矩阵进行修正，得到校正后的惯导姿态矩阵；将所述校正后的惯导姿态矩阵进行坐标系转换，得到所述风洞试验模型的三维姿态矩阵；对所述三维姿态矩阵进行欧拉角解算，得到惯性和视觉融合后的风洞试验模型姿态的最优估计值。6.如权利要求1所述的一种风洞试验模型姿态测量方法，其特征在于，所述姿态测量系统时间同步采用gnss提供的秒脉冲，结合卫星导航数据包，获得所述相机阵列和所述惯导的真实物理时间，在此基础上进行所述相机阵列和所述惯导的时间同步。
技术总结
本发明适用于风洞测控技术领域，提供了一种风洞试验模型姿态测量方法，包括：将固联安装有惯导的风洞试验模型设置于风洞支撑装置上，布置至少两个相机构成相机阵列，并将惯性/视觉姿态测量系统进行坐标取齐；在惯性/视觉姿态测量系统时间同步的基础上，分别进行惯导姿态解算和相机阵列姿态解算，得到惯导解算姿态信息和视觉测量姿态信息；通过卡尔曼滤波器对惯导解算姿态信息和视觉测量姿态信息进行信息融合，建立系统滤波方程，并根据信息融合结果更新系统滤波方程、得到系统的状态估计误差；根据系统的状态估计误差提取系统的姿态估计误差并校正惯导的姿态，得到风洞试验模型的最优姿态。提高了风洞试验模型三维姿态的测量精度。精度。精度。
技术研发人员：熊浩 左承林 马军 宋晋
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所
技术研发日：2022.04.20
技术公布日：2022/5/17