一种风洞嵌入式正投影面积测量系统

本发明涉及车辆测试，尤其是涉及一种风洞嵌入式正投影面积测量系统。

背景技术：

1、目前对汽车在节能减排方面提出了更高的要求，其中，汽车空气动力学性能优化是实现该要求的重要手段之一。整车空气动力学-声学风洞(简称：风洞)作为车辆空气动力学性能测试与优化、验证主要测试平台，需考虑各测试系统功能的集成度以提高性能测试的综合技术服务能力。正投影面积测量系统作为车辆空气动力学性能测试链的重要测量环节之一，是风洞系统必备的测试装置之一。

2、现有的正投影面积测量以建设独立的正投影室为实现手段，正投影室测量区域与风洞气动阻力测试区域不在同一区域，进行气动阻力风洞试验时，测试对象需要再次转运，车辆试验姿态需要重新调整，耗时长且无法保证高精度，而正投影面积作为车辆风阻系数的重要计算参数，直接影响车辆的气动阻力的测量结果。气动阻力优化测试过程中，当所实施的优化方案改变了车辆的正投影面积值时，无法在测试过程中及时更新正投影面积值，导致测试结果存在偏差。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量误差小、安全性高、测试效率高的风洞嵌入式正投影面积测量系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，该系统设置于风洞驻室内，被测车辆设置于所述风洞驻室内的天平转盘上，所述正投影面积测量系统包括：平行光源装置、图像采集装置、背景板、收藏室和上位机；所述平行光源装置和所述图像采集装置与所述上位机进行电连接；所述收藏室设置有用于容纳所述平行光源装置、所述图像采集装置和所述背景板中至少一项的容纳空间；

4、在进行正投影面积测量时，所述平行光源装置发出平行光对所述被测车辆进行照射，在所述背景板上形成所述被测车辆的阴影轮廓，所述图像采集装置采集所述阴影轮廓的图像并上传至上位机，所述上位机根据所述阴影轮廓计算所述被测车辆的正投影面积。

5、作为优选的技术方案，所述正投影面积测量系统还包括框架导轨和龙门式移动框架；所述风洞驻室内设有由正投影面积测量位置至所述收藏室的收纳通道；所述框架导轨沿所述收纳通道布设；所述龙门式移动框架与所述框架导轨滑动连接；所述平行光源装置、所述图像采集装置和所述背景板分别安装在所述龙门式移动框架上；

6、当进行正投影面积测量时，所述龙门式移动框架带动所述平行光源装置、所述图像采集装置和所述背景板由所述收藏室沿所述收纳通道移动至所述正投影面积测量位置。

7、作为优选的技术方案，所述正投影面积测量系统还包括升降装置；所述收藏室设置于风洞天平室内；所述平行光源装置和所述背景板与所述升降装置相连；

8、当进行正投影面积测量时，所述升降装置带动所述平行光源装置和所述背景板由所述收藏室移动至所述正投影面积测量位置。

9、作为更加优选的技术方案，所述正投影面积测量系统还包括移测架和移测导轨；所述移测导轨安装于所述风洞驻室内；所述移测架与所述移测导轨滑动连接；所述图像采集装置固定在所述移测架上；

10、当进行正投影面积测量时，所述移测架带动所述图像采集装置由图像采集装置收纳位置移动至所述正投影面积测量位置。

11、作为更加优选的技术方案，所述正投影面积测量系统还包括延伸臂；所述背景板设置有背景板安装架；所述背景板安装架与所述升降装置相连；所述图像采集装置安装在所述延伸臂上；

12、当进行正投影面积测量时，在所述升降装置带动所述平行光源装置和所述背景板由所述收藏室移动至所述正投影面积测量位置之后，所述延伸臂带动所述图像采集装置移动至所述正投影面积测量位置。

13、作为优选的技术方案，所述正投影面积测量系统还包括升降装置；所述收藏室设置于风洞天平室内；所述平行光源装置与所述升降装置相连；所述风洞驻室内设有背景板安装孔位；所述背景板安装在所述背景板安装孔位处。

14、作为更加优选的技术方案，所述背景板为半透明背景板。

15、作为更加优选的技术方案，所述图像采集装置和所述平行光源装置分别设置在所述背景板的两侧。

16、作为更加优选的技术方案，所述图像采集装置固定安装在所述风洞驻室的消声板内。

17、作为更加优选的技术方案，所述背景板与所述背景板安装孔位进行可拆卸连接。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

19、(1)测量误差小：与传统方案中配置在独立的正投影测量室相比，本发明中的风洞嵌入式正投影面积测量系统利用天平转盘系统的转向及车辆限位装置的升降调节功能，实现被测车辆姿态的快速精准调节，消除了由于风洞测试平台与正投影测量室两个不同测试区域对测试姿态的重复调节引起的测量定位误差，提高了正投影面积的测试精度，同时也提高了车辆气动阻力测量的精度；

20、(2)安全性高：本发明中的风洞嵌入式正投影面积测量系统利用天平转盘系统的转向及车辆限位装置的升降调节功能，实现被测车辆姿态的快速精准调节，消除了被测车辆转运所导致的车辆由于搬运不当而损毁的风险；

21、(3)测试效率高：本发明中的风洞嵌入式正投影面积测量系统由于不再需要转运车辆及重复定位，节省了人力，同时也提高了测试效率，并且能够根据气动试验需求，即时测量不同车辆气动优化方案的正投影面积，可快速精准解析正投影面积及气动阻力之间的关系；

22、(4)成本低：本发明中的风洞嵌入式正投影面积测量系统利用天平转盘系统的转向及车辆限位装置的升降调节功能，实现被测车辆姿态的快速精准调节，无需额外的姿态调节配置装置，无附加成本；

23、(5)提高风洞空间利用率：本发明中的风洞嵌入式正投影面积测量系统在风洞驻室内集成，提高了风洞空间的利用率及提升了风洞的综合测试能力。

技术特征：

1.一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，该系统设置于风洞驻室内，被测车辆(2)设置于所述风洞驻室内的天平转盘(3)上，其特征在于，所述正投影面积测量系统包括：平行光源装置(1)、图像采集装置(4)、背景板(5)、收藏室和上位机；所述平行光源装置(1)和所述图像采集装置(4)与所述上位机进行电连接；所述收藏室设置有用于容纳所述平行光源装置(1)、所述图像采集装置(4)和所述背景板(5)中至少一项的容纳空间；

2.根据权利要求1所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述正投影面积测量系统还包括框架导轨(6)和龙门式移动框架(7)；所述风洞驻室内设有由正投影面积测量位置至所述收藏室的收纳通道(8)；所述框架导轨(6)沿所述收纳通道(8)布设；所述龙门式移动框架(7)与所述框架导轨(6)滑动连接；所述平行光源装置(1)、所述图像采集装置(4)和所述背景板(5)分别安装在所述龙门式移动框架(7)上；

3.根据权利要求1所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述正投影面积测量系统还包括升降装置(9)；所述收藏室设置于风洞天平室内；所述平行光源装置(1)和所述背景板(5)与所述升降装置(9)相连；

4.根据权利要求3所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述正投影面积测量系统还包括移测架(10)和移测导轨；所述移测导轨安装于所述风洞驻室内；所述移测架(10)与所述移测导轨滑动连接；所述图像采集装置(4)固定在所述移测架(10)上；

5.根据权利要求3所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述正投影面积测量系统还包括延伸臂(11)；所述背景板(9)设置有背景板安装架；所述背景板安装架与所述升降装置(9)相连；所述图像采集装置(4)安装在所述延伸臂(11)上；

6.根据权利要求1所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述正投影面积测量系统还包括升降装置(9)；所述收藏室设置于风洞天平室内；所述平行光源装置(1)与所述升降装置(9)相连；所述风洞驻室内设有背景板安装孔位(12)；所述背景板(5)安装在所述背景板安装孔位(12)处。

7.根据权利要求6所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述背景板(5)为半透明背景板。

8.根据权利要求7所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述图像采集装置(4)和所述平行光源装置(1)分别设置在所述背景板(5)的两侧。

9.根据权利要求8所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述图像采集装置(4)固定安装在所述风洞驻室的消声板内。

10.根据权利要求6～9中任一项所述的一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，其特征在于，所述背景板(5)与所述背景板安装孔位(12)进行可拆卸连接。

技术总结
本发明涉及一种风洞嵌入式正投影面积测量系统，该系统设置于风洞驻室内，被测车辆设置于风洞驻室内的天平转盘上，正投影面积测量系统包括：平行光源装置、图像采集装置、背景板、收藏室和上位机；平行光源装置和图像采集装置与上位机进行电连接；收藏室设置有用于容纳平行光源装置、图像采集装置和背景板中至少一项的容纳空间；在进行正投影面积测量时，平行光源装置发出平行光对被测车辆进行照射，在背景板上形成被测车辆的阴影轮廓，图像采集装置采集阴影轮廓的图像并上传至上位机，上位机根据阴影轮廓计算被测车辆的正投影面积。与现有技术相比，本发明具有测量误差小、安全性高、测试效率高等有益效果。

技术研发人员：姜祖啸,庞加斌,张立军,孟德建
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11