【成果概述】

在风洞试验高温高焓值高速气流冲刷条件下，热防护材料的表面形貌和外形结构变化情况，对于保持飞行器良好气动外形和安全飞行具有重要意义。传统的接触式检测方法，使用螺旋测微器等进行离线测量，只能反映实验前和实验后两个状态的变化情况，无法表征结构件外形的动态变化过程。植入式光纤传感器实现了烧蚀率的在线测量，但只能测量被测物的一个单点变形，具有很大的局限性。

针对高温背景辐射问题，本项目提出使用功率达到2000mW，532nm激光光源作为结构光照明光源，配合使用窄带宽组合滤波片，能够实现2000摄氏度高温环境下的背景辐射抑制和成像。相关光源具有高功率，窄带宽的特点，便于使用窄带宽滤波片过滤有用信号。但是，相干光源的使用也会带来标定困难的问题。在标定过程中，相干光源投影出的标定图像在标定板表面会发生散斑噪声问题，干扰棋盘格的角点提取从而使得标定失败。本文针对上述问题，提出常温蓝光标定，激光高温测量的方法。此外，针对面阵结构光高质量投影覆盖问题，使用TI生产的DMD芯片作为光反射部件，定制长焦投影镜头，1台工业相机，定制一套“单相机投影仪三维结构光测量系统”。相比较于单线或线扫结构光方案，TI生产的DMD芯片可以投射定制化的线阵或面阵，并且可以实现快速线阵切换从而实现全场结构光覆盖。

成熟程度及推广应用情况：

已投入成本：100W。

推广应用情况：在中国空气动力研究与发展中心的1MW高频等离子体风洞完成实验，通过项目验收。

期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。

【创新要点】

1.研究了高温背景辐射的问题，解决了高温环境下辐射严重结构光被湮没无法成像的问题。

2.研究了激光投影系统散斑严重的问题，提出了常温蓝光标定的方法。

3.研究了面阵结构光高质量投影覆盖问题，实现快速线阵切换从而实现全场结构光覆盖。

【性能指标】

在2000℃超高温环境下，利用激光多线结构光的超高温材料三维重建方法测得试件直径与游标卡尺测量得到直径偏差0.1mm。

【效益分析】

航空航天行业烧蚀材料的烧蚀率测量，可推广至各种超高温服役温度材料的三维重建。

实现了材料在超高温环境下的三维重建，对研究材料在超高温环境下的破坏机理和性能有突出贡献。

【成果亮点】

1.具有自主知识产权。

2.成果来源：中国空间技术研究院所属北京东方计量测试研究所横向项目。

3.技术先进性：国内领先,实现石墨基底材料在2000℃的三维重建。