尾旋测量系统是立式风洞的主要设备之一,主要承担飞机尾旋及改出尾旋特性试验时的实验过程图像的记录和飞机模型各种运动参数的测量与分析。在总装备部重点工程项目“φ5米立式风洞建设”的支持下,本文以构建配套立式风洞飞机尾旋运动姿态参数测量系统为目标,就计算机视觉测量中的关键技术问题进行研究,设计了相应的软硬件。论文的主要研究内容包括:1.针对飞机尾旋运动中的姿态测量问题,成功应用了基于计算机视觉立体视原理的测量方法。通过两部相机拍摄图像的视差,得到模型表面特征的空间三维信息,然后由表面特征计算模型运动姿态。模型表面的特征为具有特定形状和严格尺寸的人工特征,与传统的图像特征(例如角点)相比,具有较高的识别正确率,定位精确。2.基于分布式构架和集中控制管理的原则设计了测量系统硬件,采用模块化的思想设计了系统软件,从而使系统实现飞机尾旋运动光学非接触式测量,并具有较高自动化测试程度。3.为了验证所研制测量系统的综合性能,开展了实验研究,先后进行旋转天平地面测试以及系列风洞现场尾旋试验测试。前者定量地评价系统相关参数测量精度,后者现场定性地分析系统的综合性能,包括测量精度、测量的重复性、测量的稳定性以及动态特性。实测数据以及对比分析结果表明,所研制的立式风洞飞机尾旋运动姿态参数测量系统对飞机尾旋运动姿态参数的测量满足设计要求,测量误差在允许范围之内,具有较高的可靠性和稳定性。