吊挂载荷系统时近几年来研究的热点,尤其是在恶劣环境下,吊挂系统的稳定是必要条件,吊挂载荷过程中,需研究在风洞条件下吊绳的运行轨迹姿态,并进行深度的仿真研究。
实验利用无人机悬停技术悬挂绳索,对悬挂绳索的摆动进行轨迹姿态测量,通过在绳索上粘贴靶标点,采用数字图像相关技术(DIC)结合高速相机,采集计算出吊绳的运动姿态和轨迹。
利用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统对靶标点进行识别,从而解算出绳子的运动轨迹,整个绳长10m左右。由于目前的公司设备只能做到5m,所以先用此款设备进行了实验,后期改进设备进行第二次测量。
1、设备准备
此次实验是新拓三维自主研发的XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统,配合高速相机采集设备,相机采集1200万像素。基于双目立体视觉技术,识别绳索事先粘贴好的靶标点,计算出靶标点的三维坐标值,从而拟合出绳索的运动轨迹。

XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统设备图
2、实验过程
粘贴靶标点,利用热熔胶将靶标点粘贴上去,难度在于绳子刚性强,很难保证粘贴在一条线上,这样就会导致绳子摆动起来以后,有些点就会超出XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统相机视场范围。
调节XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统视场范围,包括相机间距和测量距离,其次调节镜头焦距焦距和光圈,再次对设备进行标定,将标定板放置在合适的位置,由于大视场利用内外分开标定。
将无人机升起来,认为摆动绳索,调整设备的触发间隔,进行采集,后续进行数据结算。
3、数据分析
XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统测量结果如下图所示:

摆动绳索运动位移轨迹测量原始数据
4、实验总结
由于此次实验是摆动绳索,XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统采集图像,尽可能模拟实验工况。
XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统测量视场调整,拟合出的结果尽可能和仿真进行结合起来。
XTDIC-STROBE三维动态轨迹测量系统改进衡量长度和镜头焦距,满足10m视场范围。选用固定吊车进行绳摆测试,排除绳索自身的抖动。