基于骨架线约束的流场测量方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种基于骨架线约束的流场测量方法、系统、装置及存储介质。该方法包括：获取对象待测区表面的两帧或以上流场图像；基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线；通过所述流场骨架线约束和调整互相关窗口；在所述流场骨架线的约束下，通过互相关窗口在所述两帧或以上流场图像中的至少两帧流场图像中巡检，确定出所述对象待测区表面的流场向量。场向量。场向量。

【技术实现步骤摘要】
基于骨架线约束的流场测量方法、系统、装置及存储介质


[0001]本申请涉及图像处理
，特别涉及一种基于骨架线约束的流场测量方法、系统、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]流动显示技术，常应用于风洞试验中，用于显示对象(如对象)表面流动区域和结构形态。它对复杂的流动，特别是对各种形式的分离流动和旋涡流动的研究是一种有效的方法。物面附近的流动情况是形成整个空间流动的出发点，在了解物面流动的基础上可以进一步分析和理解空间流动的发展。
[0003]现有的流场测量算法主要以光流法和互相关法为主，这两种方法在粒子测速中仍有表现不佳之处。
[0004]基于上述问题，本申请提供一种基于骨架线约束的流场测量技术。

技术实现思路

[0005]本申请实施例之一提供基于骨架线约束的流场测量方法。该测量方法包括：获取对象待测区表面的两帧或以上流场图像；基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线；基于所述流场骨架线约束互相关窗口，通过所述互相关窗口在所述两帧或以上流场图像中的至少两帧流场图像中巡检，确定出所述对象待测区表面的流场向量。
[0006]本申请实施例之一提供基于骨架线约束的流场测量系统，所述系统包括获取模块，用于获取对象待测区表面的两帧或以上流场图像；骨架线提取模块，基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线；骨架线约束模块，用于获取所述流场骨架线，通过所述流场骨架线约束互相关窗口；流场向量计算模块，用于通过所述互相关窗口在所述两帧或以上流场图像中的至少两帧流场图像中巡检，确定出所述对象待测区表面的流场向量。
[0007]本申请实施例之一提供一种基于骨架线约束的流场测量装置，包括至少一个存储介质和至少一个处理器，所述至少一个存储介质用于存储计算机指令；所述至少一个处理器用于执行所述计算机指令以实现上述基于骨架线约束的流场测量方法。
[0008]本申请实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行上述基于骨架线约束的流场测量方法。
附图说明
[0009]本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
[0010]图1是根据本申请一些实施例所示的对象待测区表面的一帧流场图像；
[0011]图2是根据本申请一些实施例所示的对象待测区表面的另一帧流场图像；
[0012]图3是根据本申请一些实施例所示系统的模块图；
[0013]图4是根据本申请一些实施例所示方法的示例性流程图；
[0014]图5是根据本申请一些实施例所示方法获得的条纹图像；
[0015]图6是根据本申请一些实施例所示方法获得的骨架线图；
[0016]图7是根据本申请一些实施例所示方法的流程图；
[0017]图8a是根据本申请一些实施例所示的利用光流法获得的流场向量图；
[0018]图8b是利用现有光流法技术获得的流线图；
[0019]图8c是利用现有光流法技术获得的热力图；
[0020]图9a是利用现有互相关法技术获得的流场向量图；
[0021]图9b是利用现有互相关法技术获得的流线图；
[0022]图9c是利用现有互相关法技术获得的热力图；
[0023]图10a是根据本申请一些实施例所示方法获得的流场向量图；
[0024]图10b是根据本申请一些实施例所示方法获得的流线图；以及
[0025]图10c是根据本申请一些实施例所示方法获得的热力图。
具体实施方式
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0027]应当理解，本文使用的“系统”和/或“装置”、是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
[0028]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
[0029]本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，某些步骤可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
[0030]表面流动显示技术在常规风洞流动显示试验中得到了广泛应用，通过表面流动显示技术能够直观的描述流场中试验模型等对象待测区表面的流动特征。例如，将油剂涂抹在对象待测区表面形成油膜，也可在油剂中混合示踪粒子(如有颜色的显示剂或反光特性的显示剂等)，气流将使油膜沿对象待测区表面流动，在对象待测区表面形成不同的流谱，通过分析对象待测区表面油剂的流动状况，可以获知对象待测区表面的流动特征。目前通过试验中拍摄的流场图像获取对应的流场图(例如，流场向量图、流线图和热力图等)时会
面临一些问题。例如，由于流场图像帧间相似性低，从而使得流场向量计算不准确。
[0031]本申请实施例提供的基于骨架线约束的流场测量系统可以应用于流动场显示领域中。例如，基于骨架线约束的气动流场测量系统可以应用于风洞试验中，通过获取对象待测区表面的两帧或以上流场图像(见图1和图2)，对获取的两帧或以上流场图像进行相应处理(例如，通过流场图像获取对应的平均图像和条纹图像、提取骨架线、离散点采样、计算流场向量等)后得到对象待测区表面的流场图像(例如，流场向量图、流线图和热力图等)，能够更加准确地显示对象待测区表面的流动区域和结构形态，以便对对象待测区表面复杂的流动(如，分离流动和旋涡流动)进行研究。
[0032]应当理解的，本说明书中所提到的基于骨架线约束的流场测量系统的应用场景仅仅是本说明书一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将该基于骨架线约束的流场测量系统应用于其他类似场景，本申请对此不做限制。
[0033]图1是根据本申请一些实施例所示的对象待测区表面的一帧流场图像；图2是根据本申请一些实施例所示的对象待测区表面的另一帧流场图像。图1和图2中所示的图像可以是拍摄到的连续两帧流场图像。在一些实施例中，通过图1和图2所示的流场图像，可以直接通过流场图像中的流动痕迹曲线观察对象待测区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于骨架线约束的流场测量方法，其特征在于，包括：获取对象待测区表面的两帧或以上流场图像；基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线；基于所述流场骨架线约束互相关窗口，通过所述互相关窗口在所述两帧或以上流场图像中的至少两帧流场图像中巡检，确定所述对象待测区表面的流场向量。2.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，所述基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线包括：通过条纹图处理，获取所述两帧或以上的流场图像中的至少一帧流场图像的第一条纹图像；基于所述第一条纹图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线。3.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，所述基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线包括：获取所述两帧或以上流场图像中的至少两帧流场图像的平均图像；基于所述平均图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线。4.根据权利要求3所述的流场测量方法，其特征在于，所述基于所述平均图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线包括：通过条纹图处理，获取所述平均图像的第二条纹图像；基于所述第二条纹图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线。5.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，所述基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线包括：分别获取至少两帧所述流场图像中相应所述对象待测区表面的流场骨架线；基于该多帧流场骨架线获得所述对象待测区表面的平均流场骨架线。6.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，基于所述两帧或以上流场图像中的至少一帧流场图像提取所述对象待测区表面的流场骨架线还包括：对所述流场骨架线进行曲线拟合处理。7.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，还包括对所述两帧或以上流场图像分别进行预处理，所述预处理包括：对所述两帧或以上流场图像进行灰度处理，得到所述两帧或以上流场图像的灰度图像。8.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，还包括对所述两帧或以上流场图像分别进行预处理，所述预处理包括：对所述两帧或以上流场图像进行亮度均衡化处理，使得所述多帧流场图像的明暗亮度范围基本相同。9.根据权利要求1所述的流场测量方法，其特征在于，基于所述流场...

【专利技术属性】
技术研发人员：任继昌，谭志国，龙学军，张杰，蒋光国，罗军，
申请(专利权)人：成都晟甲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：