[发明专利]连续曝光式的表面流场测量方法

说明书

本发明涉及表面流场测量方法的技术领域，公开了连续曝光式的表面流场测量方法，包括：1)、撒布示踪物；2)、连续曝光，分别形成第一重影图像以及第二重影图像；3)、得到第一线性信息为∑_nLines(Start,End,Width)以及第二线性信息为∑_n+1Lines(Start,End,Width)；4)、以离图像中心点距离升序排列，分别得到∑_nSortLines(Start,End,Width)以及∑_n+1SortLines(Start,End,Width)；5)、根据最小领域法，将搜索结果保存在6)、计算速度大小为计算速度方向为计算流场为通过计算时刻内连续曝光形成的第一重影图像以及第二重影图像的长度，计算出该时刻内流速的标量。

技术领域

本发明涉及表面流场测量方法的技术领域，尤其涉及连续曝光式的表面流场测量方法。

背景技术

表面流场测量技术是基于传统PIV技术衍生系统，把微观的二维/三维流场测量拓展到宏观的二维表面流速场测量，在水力学物理模型领域需求较广。传统技术中，采用自然光或者白炽灯作为光源，以现场水体上漂浮的示踪物作为测量对象，把示踪物的流动速度转换成水体的流动速度，均匀撒布合适规格的示踪物(较好的跟随性、较好的区别度等)则可计算出水体的二维表面流场。

近年来，水力学物理模型表面流场测量技术取得了较快的发展，目前的测量系统一般采用基于灰度值相关的粒子图像测速技术(PIV，Particle Image Velocimetry)和粒子图像跟踪测速技术(PTV，Particle Tracking Velocimetry)。这两种传统的测量方法都没有同时很好地解决高频噪声和低频噪声的干扰。另外，在目前的模型试验场地一般存在光照不均、电磁噪声严重、水面漫反射等不利因素，导致测量数据存在较多误矢量以及测量结果不准确的问题，需要较多的人工干预，从而制约了传统测量技术的发展及推广应用。

针对当前表面流速测量常用的互相关算法存在多峰、多值且易受外界噪声干扰，网格划分不准，粒子分布不均匀，粒子拍摄不完全，提出连续曝光下的新型表面流场测量方法，通过计算连续曝光形成示踪粒子的长度来计算流速大小，运用多帧首尾最近法和移动趋势法确定流速的方向，减少了计算的误矢量，提高了模型试验流场测量的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供连续曝光式的表面流场测量方法，旨在解决现有技术中的表面流场测量方法存在较多误矢量以及测量结果不准确的问题。

本发明是这样实现的，连续曝光式的表面流场测量方法，包括以下步骤：

1)、在水力物理模型的水体中撒布示踪物；

2)、在第n时刻和第n+1时刻，利用摄像机对水体的表面进行连续曝光，采集多帧重影图像，分别形成第一重影图像以及第二重影图像；

3)、对第一重影图像以及第二重影图像分别进行图像处理以及Hough变换，提取直(曲)线信息，分别得到第一线性信息为∑_nLines(Start,End,Width)以及第二线性信息为∑_n+1Lines(Start,End,Width)；

4)、分别对所述第一线性信息以及第二线性信息进行排序，以离图像中心点距离升序排列，分别得到第一排列线性信息为∑_nSortLines(Start,End,Width)，以及第二排列线性信息为∑_n+1SortLines(Start,End,Width)；

5)、根据最小领域法，将第一排列线性信息在第二排列线性信息中进行搜索，并将搜索结果保存在

6)、计算速度大小为计算速度方向为计算流场为