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Optische berührungslose Positionserfassung eines bewegten Deltamodells im Windkanal

Otter, D. (2001) Optische berührungslose Positionserfassung eines bewegten Deltamodells im Windkanal. DLR-Interner Bericht. 223-2001 A04, 81 S.

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Kurzfassung

Im Rahmen dieser Arbeit habe ich ein optisches berührungsloses Positionsmesssystem, das auf dem Prinzip der Bildverarbeitung basiert für ein Projekt entwickelt, aufgebaut, in einem Windkanalversuch getestet und die aufgenommenen Daten ausgewertet. An einem Windkanalmodell, das mit Hilfe eines Motors und eines Getriebes in der Windkanalmitte rotiert, sollen die Strömungseigenschaften untersucht werden. Bei diesen Versuchen ist die instationäre Drehbewegung des Modells von besonderer Bedeutung. Dieses Modell dreht sich mit Hilfe eines Rollapparates [1] bis zu einer maximalen Winkelgeschwindigkeit von wf=3200°/s von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt um die Drehachse. Es ist notwendig, während der Aufzeichnung der gewonnenen Messdaten wie z.B. Strömungsgeschwindigkeit, die genaue Rollwinkelposition des Modells zu kennen, damit die Messdaten einer genauen Modellposition zugeordnet werden können. Das hier vorgestellte Messsystem erlaubt die genaue Rollwinkelposition des rotierenden Modells zu bestimmen. Das Messverfahren basiert darauf, dass das Objekt oder ein Teil der Modellkontur mittels eines optischen Systems auf Zeilenkameras abgebildet wird. Bei der Bewegung wird mit Hilfe von insgesamt vier Zeilenkameras der Verlauf einer Kante des Modells beobachtet und aufgezeichnet. Die Daten werden in einen Steuer- und Datenerfassungscomputer als ein Bild mit dem Format TIFF gespeichert, wobei die einzelnen Pixel eine Auflösung von 8 Bit besitzen. Das Objekt muss für diese Messmethode vor einem hellen diffusen Hintergrund betrachtet werden, um einen gleichmäßigen Helligkeitsverlauf auf den CCD-Sensoren zu erzielen. Die Auswertung der aufgenommenen Daten erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt. Hierbei werden Referenzbilder, die vorher bei bestimmten festen Winkeln aufgenommen wurden, mit den Daten, die während der Positionsmessung aufgezeichnet werden, verglichen. Aus dem Vergleich lässt sich die Rollwinkelposition mit einer Genauigkeit von kleiner als 1° bestimmen. Das Ergebnis der Auswertung wird in einer Datei gespeichert, in der der Rollwinkel über der Zeit aufgezeichnet ist.

Dokumentart:Berichtsreihe (DLR-Interner Bericht)
Zusätzliche Informationen: LIDO-Berichtsjahr=2002,
Titel:Optische berührungslose Positionserfassung eines bewegten Deltamodells im Windkanal
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Otter, D.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2001
Seitenanzahl:81
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Laser Doppler Anemometrie, Sequenzer, Deltamodell
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ST - Starrflüglertechnologien
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugphysik
Standort: Köln-Porz , Braunschweig , Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
Hinterlegt von: elib DLR-Beauftragter
Hinterlegt am:31 Jan 2006
Letzte Änderung:14 Jan 2010 19:00

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