Optische Deformationsmessung zur Lastbeobachtung an einem skalierten Flugversuchsträger

Abstract

Zur Lastbeobachtung an Flugzeugflügeln können verschiedene Messgrößen, wie Beschleunigungen, Dehnungen, Druckdaten und Deformationen genutzt werden. Hier wird die Deformation optisch über ein Stereo-Kamera-System erfasst. Dabei kommen zwei verschiedene Messsysteme zum Einsatz: Die Image Pattern Correlation Technique (IPCT) ist eine etablierte, gut erprobte Methode zur Messung von 2,5D-Flächendeformationen, die auf einer zufälligen Punkteverteilung auf der Fläche basiert. Diese Methode führt zu hohen Genauigkeiten (~ 0,2 Pixel), ist aber rechenin-tensiv und nicht echtzeitfähig. (Boden et al. 2013) Dagegen ist eine markerbasierte Messung schnell und effizient und auch mit einer einzelnen Kamera möglich. Die vier Eckpunkte des Markers ermöglichen eine Aussage der Lage im Raum über ein eigenes Marker-Koordinaten-System, allerdings nur an diskreten Punkten. Hier wird eine Weiterentwicklung (Enhanced ArUco Marker) der verbreiteten ArUco-Marker genutzt, die durch den Schachbrett-Rahmen eine bessere Subpixel-Genauigkeit liefern. (Gar-rido-Jurado et al. 2014; Kedilioglu et al. 2021), siehe Fig. 1. Vorversuche haben gezeigt, dass ein Stereo-Kamera-System eine höhere Genauigkeit gegenüber einer Mono-Kamera Marke-rerkennung aufweist (Kedilioglu et al. 2021) Bei dem verwendeten Flugzeug handelt es ich um die AdLoNet-Dimona, einen skalierten Versuchsflieger der TUHH mit 2,5 m Spannweite und einer Nutzlast von ca. 4 Kg bei 25 Kg Gesamtgewicht (Luderer et al. 2023), dessen rechter Flügel mit Dehnungsmessstreifen & Be-schleunigungssensoren zur Lastenbeobachtung ausgestattet ist. Ziel der Messung ist, beide optischen Systeme miteinander, aber auch mit den restlichen Sensorergebnissen zu vergleichen und ihre Eignung für den Einsatz in Messumgebungen mit starken Beschränkungen hinsichtlich optischer Zugänglichkeit, Bauraum, Gewicht und elektrischer Leistung zu beurteilen.