基于数字图像相关的水下螺旋桨三维变形测量

• 作者: 潘济宇 张水强 苏志龙 武珅 张东升
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 测量与计量 三维变形测量 数字图像相关 相机自标定 折射修正
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 仪器,测量与计量|Instrumentation,Measurement and Metrology
• 页码范围: 100-108
• 页数: 9页
• 分类号: O348.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.1212001

摘要

提出了一种基于三维数字图像相关(3D-DIC)技术的船用螺旋桨3D变形测量方法.测量系统由双目立体相机、闪光灯和同步装置组成,采用空泡水筒对螺旋桨进行加载.首先,用基于极线约束的自标定方法对系统的外部参数进行标定,以获得桨叶表面的3D位移分布.然后,对重构的桨毂部分进行点云配准,得到变形后螺旋桨叶根部点云的平移向量和旋转矩阵,以消除桨毂位置差异导致的刚体位移.最后,构建了空气-玻璃-水三种介质的折射光路,对3D重构的物点坐标进行折射修正,得到空泡水筒中桨叶的真实3D形貌.实验结果表明,用本方法对空泡水筒中螺旋桨的变形情况进行测量,可得到螺旋桨叶片在固定相位下的全场3D位移分布,为船用螺旋桨的变形测量提供了一种可行的非接触、全场测量方案.