王爱玲，张征宇，黄诗捷，王水亮，赵 涛

（1.中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室，四川 绵阳 621000；2.西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010）

风洞模型位移视频测量的相机标定

王爱玲1，张征宇1，黄诗捷2，王水亮2，赵 涛2

（1.中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室，四川 绵阳 621000；2.西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010）

相机的制造和装配误差难以完全消除，导致相机的光学系统存在不同程度的非线性光学畸变现象，故相机标定对确保风洞模型位移视频测量的精度至关重要。针对1m2以上的台阶标定块制造成本高、维护困难，提出基于距离标尺的相机标定方法，推导包含非线性畸变模型的共线方程，建立适应中国大尺寸风洞的低成本相机标定系统，确保模型位移视频测量相机的自校正精度。2m超声速风洞的某跨大气层飞机测力试验中，采用该方法校正DALSAR○相机后，各阶梯迎角测量精度σα≤0.00772°（达到高速风洞测力试验迎角精度的先进指标），因此具有实用价值。

模型位移测量；风洞试验；相机标定；测量精度；误差分析；视觉测量

0 引 言

随着大尺寸跨声速、超声速风洞的逐步应用，将试验模型视为刚性体的假设不再成立，亟需获取模型位移、姿态角、变形等测量数据，以修正试验数据以提高试验数据精度［1－6］。

模型位移视频测量作为一种“非接触式”测量技术受到国内外风洞工作者的关注。国外在这方面进行了深入研究，技术成熟，如美国从20世纪80年代开始研究该项技术，通过精确测量粘印在模型上的标识点，计算出扭转、弯曲和迎角，现已应用于各种低速、高速、超高速风洞模型的运动轨迹、变形和姿态角的测量［1－6］。……