在航空航天探索的道路上，飞行器承担着越来越多的任务。飞行器结构件动力学参数正确辨识是完成任务的重要保障，能够为飞行器自身提供所需的控制参数，增强飞行器自适应性、精确性及智能性。

在飞行器运动轨迹参数测量，飞行器结构件的运动分析大多基于理论模拟或者风洞实验。然而，在实际飞行中，飞行器的轨迹姿态复杂多变，空中飞行状态下结构件的轨迹、姿态、位移、变形等多种运动轨迹姿态，均直接影响飞机的空中安全性以及空气动力性能。

在飞行器结构件测量过程中，被测物飞行过程会发生旋转，导致观测区域会旋转到相机无法观测面。

接下来，通过旋转滚动旋转球模型试验，分享新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统在运动姿态分析、6-DOF轨迹姿态测量的应用，并展示其在轨迹、姿态、位移、变形测量应用的典型案例。

旋转模型标识点三维坐标获取

采用实心球模型实验，采用新拓三维XTOM蓝光三维扫描仪对球模型进行三维扫描，获取实心球表面标识点三维坐标，确保实心球滚动翻转运动轨迹分析时，不会错过任何关键数据。

数字图像相关DIC技术在每个时间点采集一次图像，收集和分析每个相机重叠视场的共同数据，使用标定数据和类似于结构光的三角测量公式，可以确定每个时间段的三维表面或网格。为了测量轨迹姿态，将表面标识点与初始状态进行比较，从而提供三维云图和表面法向增量。

采用XTDIC三维全场应变测量系统，通过导入三维扫描获取的标识点坐标，利用标志点分布特征，可确定点阵之间的几何相关关系以及相对位置，从而达到高质量相关匹配。

新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，通过时间轴精准匹配，可持续追踪同名点运动规律，实现运动参数分析及6-DOF轨迹姿态测量。通过六自由度的精密跟踪，记录实心球运动轨迹全过程，能快速并准确地获得刚体的运动轨迹和姿态。

DIC技术在轨迹姿态测量的应用

轨迹姿态追踪应用介绍

DIC技术在轨迹测量领域的典型应用，在于航空飞行器在飞行状态下的位移姿态测量，例如弹道轨迹、飞机姿态、俯仰、偏航、滚转角等，这对DIC测量搜索区域的识别提出新的挑战。轨迹姿态测量的难点在于：被测物刚性无变形，但测量过程会发生旋转，导致观测区域会旋转到相机无法观测面。

采用新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统，通过在测物表面都布置标记点，即使被测物旋转到不同位置，DIC相机也可以识别标志点进行测量。同时标识点三维坐标都已提取到DIC软件内，物体旋转过程只要能观测部分标识点，均可测量被测物的轨迹姿态。

轨迹姿态测量传统方法是传感器、经纬仪测量或者简单的二维影像跟踪测量，只能粗略地估算出被测物运动规律，属定性分析。

XTDIC三维全场应变测量系统可快速解算刚体形心运动轨迹与姿态，通过分析刚体标志点精确解算其三维坐标，反求出刚体坐标系相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，即姿态与轨迹。

风洞试验-飞机姿态测量

采用DIC三维动态测量系统配合高速相机，通过观察窗观测风洞中飞行器姿态、变形与局部应变。

直升机旋翼运行轨迹DIC测量

采用DIC三维动态测量系统，工况下实时动态监测、跟踪直升机旋翼装备表面关键标记点振动与位移。

弹体姿态和轨迹跟踪

采用地面高速相机，高速拍摄设定观察窗口中目标对象图像，结合DIC三维动态测量软件分析，实现弹仓开启受力变形、弹体姿态和轨迹追踪测试。