[發明專利]背景紋影瞬態流場顯示系統及基于該系統的流場測量方法

在審

• 申請號: 201710357547.0
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107121262A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 宋旸;楊鵬飛;張磊;渠向舉;金瑩
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種背景紋影瞬態流場顯示系統，其特征在于，包括LED陣列背景板、CCD相機和單片機，其中LED陣列背景板用于提供流場的折射率變化信息；CCD相機用于采集沒有流場和有流場兩種情況下的LED陣列背景板的圖像；單片機用來控制LED燈的瞬間亮滅，所述LED陣列背景板和CCD相機分別設置在流場的兩側，且LED陣列背景板的中心、流場的中心以及CCD相機位于同一直線上。

2.根據權利要求1所述的背景紋影瞬態流場顯示系統，其特征在于，所述LED陣列背景板上LED燈等間距排列。

3.基于權利要求1或2所述的背景紋影瞬態流場顯示系統的流場測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：搭建背景紋影瞬態流場顯示系統：在流場兩側分別放置LED陣列背景板和CCD相機，使得三者位于同一條直線上；

步驟2：采集參考圖像：在沒有流場的情況下，單片機控制LED陣列背景板瞬間亮滅，同時CCD相機采集多幅LED陣列背景板的圖像，該圖像即為參考圖像；

步驟3：采集測量圖像：在有流場的情況下，單片機控制LED陣列背景板瞬間亮滅，同時CCD相機采集多幅LED陣列背景板的圖像，該圖像即為測量圖像；

步驟4：根據參考圖像和測量圖像求取流場變化：分別求出參考圖像和測量圖像中各亮斑的重心坐標，把對應的亮斑重心坐標相減得到所有亮斑的點位移，以顯示流場的變化。

4.根據權利要求3所述的背景紋影瞬態流場測量方法，其特征在于：所述步驟4的具體方法為：

步驟4.1：分別識別參考圖像和測量圖像中的連通域，即亮斑；

步驟4.2：計算各連通域的重心坐標；

步驟4.3：設定距離閾值，并根據距離閾值匹配參考圖像和測量圖像的亮斑坐標，使參考圖像和測量圖像的所有亮斑一一對應；

步驟4.4：將參考圖像和測量圖像中各亮斑的重心坐標相減，得到所有亮斑的點位移，以顯示流場的變化。