30、航空结构振动监测与无人机持久监视技术探索

航空结构振动监测与无人机持久监视技术探索

航空结构振动监测技术

实时监测系统的可行性

实验证明了结构健康实时监测系统在技术上是可行的。所开发的软件能够针对每个飞行条件估算阻尼。然而，要在实际系统中实现这一概念，仍需进一步发展相关技术，因为仪器成本以及实时处理这些测量数据仍是阻碍因素。

传统振动测试面临的问题

在新飞机的开发过程中，原型机必须通过一系列测试。但地面和飞行振动测试的可用时间有限。传统的振动测试技术已难以满足需求，因为航空结构日益轻量化，无法承受额外的仪器质量用于飞行测试。

计算机视觉在振动测试中的应用

计算机视觉正逐渐成为复杂结构数据采集的主要方法。在颤振监测方面，计算机视觉系统需满足特定要求，如能在不同条件下运行、处理可变背景，并至少在两个坐标上跟踪点。

为解决相关问题，将开展一系列实验。首个实验是将计算机视觉与传感器采集系统进行对比研究，以确认计算机视觉系统能否检测到弯曲和扭转的一阶模态。实验设置将在原有基础上增加以 60 FPS 运行的摄像机。

计算机视觉测量系统的开发

基于验证的测量概念，提出开发基于计算机视觉的测量系统，用于跟踪模型飞机机翼的运动。该系统将借助摄像机和 MATLAB 软件，跟踪和测量航空结构的扭转和弯曲运动。

实验设置使用个人计算机、手机摄像机（Galaxy S8）和带有跟踪点的机翼状结构，采集频率为 240 fps，分辨率为 1280×720。通过这种设置，摄像机能够安全捕捉谐波运动的各个分量。

目标识别与位移转换

目标采用红、绿、蓝（RGB）