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。

大气折射是影响目标外弹道参数光学测量的重要因素之一,当对测量精度要求较高时,需对光学测量设备的折射误差进行修正。针对标准方法理论推导过程不够精确,计算过程中需要反复迭代的问题,根据光学测量设备的特点,以大气球面分层模型为基础,提出了基于测角交汇的大气折射修正方法。进行了仿真模拟和无人机飞行实验,结果表明,相比标准方法,该方法计算速度更快、修正精度更高。

高精度低仰角大气折射修正方法是提高海陆域光电测控系统全方位测控能力的重要保证。利用光线追迹方法, 建立了一种考虑大气空间不均匀性的低仰角大气折射修正方法;对修正方法的影响因素及误差进行了深入分析, 包括大气空间不均匀性和湍流对低仰角大气折射修正的影响;给出了不同折射修正精度对应的大气折射率高度分布所要满足的最大误差, 修正方法的数据基础为自主建立的基于实测廓线数据的三维空间格点化大气参数高度分布模式。利用建立的修正模型和格点化大气参数廓线模式对典型大气状况下的折射修正结果进行了分析。

本文从实测的大气参数廓线出发,讨论了对卫星目标进行光学定位测量时,进行大气折射误差修正时的几个问题,如大气色散、大气湍流和大气水平不均匀性等对折射修正的影响.首先计算了不同仰角下卫星目标光学测量的大气折射修正量的大小,讨论了用不同波长测量时大气色散所造成的修正量的偏差.同时还讨论了大气湍流、大气水平不均匀以及大气条件及昼夜变化等气象因素所引起的折射修正误差.