在航空航天探索的道路上，飛行器承擔著越來越多的任務。飛行器結構件動力學參數(shù)正確辨識是完成任務的重要保障，能夠為飛行器自身提供所需的控制參數(shù)，增強飛行器自適應性、精確性及智能性。

在飛行器運動軌跡參數(shù)測量，飛行器結構件的運動分析大多基于理論模擬或者風洞實驗。然而，在實際飛行中，飛行器的軌跡姿態(tài)復雜多變，空中飛行狀態(tài)下結構件的軌跡、姿態(tài)、位移、變形等多種運動軌跡姿態(tài)，均直接影響飛機的空中安全性以及空氣動力性能。

在飛行器結構件測量過程中，被測物飛行過程會發(fā)生旋轉，導致觀測區(qū)域會旋轉到相機無法觀測面。

接下來，通過旋轉滾動旋轉球模型試驗，分享新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)在運動姿態(tài)分析、6-DOF軌跡姿態(tài)測量的應用，并展示其在軌跡、姿態(tài)、位移、變形測量應用的典型案例。

旋轉模型標識點三維坐標獲取

采用實心球模型實驗，采用新拓三維XTOM藍光三維掃描儀對球模型進行三維掃描，獲取實心球表面標識點三維坐標，確保實心球滾動翻轉運動軌跡分析時，不會錯過任何關鍵數(shù)據(jù)。

數(shù)字圖像相關DIC技術在每個時間點采集一次圖像，收集和分析每個相機重疊視場的共同數(shù)據(jù)，使用標定數(shù)據(jù)和類似于結構光的三角測量公式，可以確定每個時間段的三維表面或網(wǎng)格。為了測量軌跡姿態(tài)，將表面標識點與初始狀態(tài)進行比較，從而提供三維云圖和表面法向增量。

采用XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)，通過導入三維掃描獲取的標識點坐標，利用標志點分布特征，可確定點陣之間的幾何相關關系以及相對位置，從而達到高質量相關匹配。

新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)，通過時間軸精準匹配，可持續(xù)追蹤同名點運動規(guī)律，實現(xiàn)運動參數(shù)分析及6-DOF軌跡姿態(tài)測量。通過六自由度的精密跟蹤，記錄實心球運動軌跡全過程，能快速并準確地獲得剛體的運動軌跡和姿態(tài)。

DIC技術在軌跡姿態(tài)測量的應用

軌跡姿態(tài)追蹤應用介紹

DIC技術在軌跡測量領域的典型應用，在于航空飛行器在飛行狀態(tài)下的位移姿態(tài)測量，例如彈道軌跡、飛機姿態(tài)、俯仰、偏航、滾轉角等，這對DIC測量搜索區(qū)域的識別提出新的挑戰(zhàn)。軌跡姿態(tài)測量的難點在于：被測物剛性無變形，但測量過程會發(fā)生旋轉，導致觀測區(qū)域會旋轉到相機無法觀測面。

采用新拓三維XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)，通過在測物表面都布置標記點，即使被測物旋轉到不同位置，DIC相機也可以識別標志點進行測量。同時標識點三維坐標都已提取到DIC軟件內，物體旋轉過程只要能觀測部分標識點，均可測量被測物的軌跡姿態(tài)。

軌跡姿態(tài)測量傳統(tǒng)方法是傳感器、經(jīng)緯儀測量或者簡單的二維影像跟蹤測量，只能粗略地估算出被測物運動規(guī)律，屬定性分析。

XTDIC三維全場應變測量系統(tǒng)可快速解算剛體形心運動軌跡與姿態(tài)，通過分析剛體標志點精確解算其三維坐標，反求出剛體坐標系相對于世界坐標系的旋轉矩陣和平移矩陣，即姿態(tài)與軌跡。

風洞試驗-飛機姿態(tài)測量

采用DIC三維動態(tài)測量系統(tǒng)配合高速相機，通過觀察窗觀測風洞中飛行器姿態(tài)、變形與局部應變。

直升機旋翼運行軌跡DIC測量

采用DIC三維動態(tài)測量系統(tǒng)，工況下實時動態(tài)監(jiān)測、跟蹤直升機旋翼裝備表面關鍵標記點振動與位移。

彈體姿態(tài)和軌跡跟蹤

采用地面高速相機，高速拍攝設定觀察窗口中目標對象圖像，結合DIC三維動態(tài)測量軟件分析，實現(xiàn)彈倉開啟受力變形、彈體姿態(tài)和軌跡追蹤測試。