The invention discloses a non-contact blade wind vibration measurement method based on MATLAB image processing, which includes the following steps: S1, acquisition of blade wind vibration video, video acquisition of blade wind vibration under wind speed by camera; S2, acquisition of frame rate and total frame number of wind vibration video by MATLAB, sequentially processing each frame image of video; S3, acquisition of fluorescent target position on blade; The aerodynamic response speed of the blade in the inflow direction and vertical direction can be calculated by the coordinates and time of the adjacent two frames, and the time domain diagram of the blade response speed can be drawn. S4, gray level transformation, binary transformation, removal of unimportant areas and edge detection are carried out for each frame image, and the A point at the top of the blade and B point at the petiole end can be obtained, and the angle between the line segment AB and the horizontal line can be calculated. The time-domain curve of blade angle is drawn. The invention realizes non-contact measurement of non-periodic vibration of blade under airflow, and can measure and analyze the vibration state of blade under wind speed with high precision.
【技术实现步骤摘要】
一种基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法
本专利技术属于图像处理的
，具体涉及一种基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法。
技术介绍
叶片作为植物上主要的组织，农业方面，在果树风送喷雾中作为农药雾滴和气流的主要承载对象，动态叶片与雾滴交互作用对于沉积有重要影响；林业方面，风灾作为树木破坏的最主要原因，而叶片作为气流的主要承载者；树叶能在气流下振动、变形和自我保护，基于风振下植物和叶片仿生方面研究有所进展。目前非接触式测量树叶气流下振动的仪器主要有非接触式激光测振仪和高速摄像仪，非接触式激光测振仪基于激光反射来测量叶片振动速度，对于周期简谐振动测量精确，对于气流下叶片非周期强迫振动不能准确测量。使用高速摄像仪及其配套分析软件可对叶片振动速度准确测量，但对于叶片强迫振动下振幅或者角度自动测量，而且两种测量仪器价格昂贵且受环境方面限制、操作繁琐、工作量大和效率低。总之，测量叶片风振参数，目前测量仪器在准确性、价格和操作方面都存在一些问题，如何克服上述问题是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不...
【技术保护点】
1.一种基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、获取叶片风振视频，使用相机对叶片风速下气动振动进行视频采集；S2、通过MATLAB获取风振视频的帧率、总帧数，依次对视频的每一帧图像进行处理；S3、获得叶片上荧光靶标位置坐标，通过临近两帧的位置坐标(xk,yk)和时间t，求算叶片在来流方向和竖直方向上的气动响应速度(vxkvyk)，并绘制叶片响应速度的时域图；S4、对每一帧图像进行灰度变换、二值变换、去除不重要区域和边缘检测，获取叶片顶端A点和叶柄端B点，求线段AB与水平线之间的夹角，并绘制叶片角度的时域曲线图。
【技术特征摘要】
1.一种基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、获取叶片风振视频，使用相机对叶片风速下气动振动进行视频采集；S2、通过MATLAB获取风振视频的帧率、总帧数，依次对视频的每一帧图像进行处理；S3、获得叶片上荧光靶标位置坐标，通过临近两帧的位置坐标(xk,yk)和时间t，求算叶片在来流方向和竖直方向上的气动响应速度(vxkvyk)，并绘制叶片响应速度的时域图；S4、对每一帧图像进行灰度变换、二值变换、去除不重要区域和边缘检测，获取叶片顶端A点和叶柄端B点，求线段AB与水平线之间的夹角，并绘制叶片角度的时域曲线图。2.根据权利要求1所述基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，步骤S1具体为：S1.1、将叶片表面布置在迎流方向，叶片下表面布置荧光靶标，拍摄方向所在叶片后面设定距离放置白色背景板；S1.2、使用数码摄像机，所选帧率为125fps以上，将数码摄像机水平布置在叶片侧面，即与气流方向垂直或与叶片振动方向垂直。3.根据权利要求2所述基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，所述将数码摄像机在每隔6s的时间，将拍摄的视频记录保存。4.根据权利要求1所述基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：首先利用MATLAB读取视频文件，获取视频相应参数，包括帧率FPS和总帧数N；定义变量k＝0并求算两帧图片的时间间隔为t＝1000ms/(FPS-1),其中1000ms＝1s；将k值赋予f，f＝0为第一帧图像并判断f<＝N，通过此判断函数依次处理整个视频的每帧图像直到最后一帧图像。5.根据权利要求1所述基于MATLAB图像处理非接触式叶片风振测量方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：S3.1、获取荧光靶标位置坐标，使用函数regionprops可度量图像中某个区域属性，包括某个区域像素总...
【专利技术属性】
技术研发人员：李君，李志强，李伯阳，潘丽敏，郭景达，袁某青，程颖，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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