基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统及方法，包含标定纸，结构物外套箱体，PIV系统与后处理算法。标定纸内置在结构物中，且需布满待测平面，可直接观察到畸变后图像；结构物外套水密箱体包覆待测结构物，箱体内充满结构物内溶液，从箱体外界观察的观察窗为平面，观察到的图像畸变情况已基本矫正；PIV系统包括两台高速相机、激光器、同步器、计算机；通过后处理软件获取畸变前后图像像点的多项式映射关系，将映射关系逆向应用于直接拍摄情况下结构物内部的流动图像，获取未经过畸变的真实流动情况。通过管道内流动流场的PIV试验数据进行正畸效果验证，可为后续的复杂结构物内流场试验数据的处理与分析提供数据支撑。数据的处理与分析提供数据支撑。数据的处理与分析提供数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统及方法


[0001]本专利技术属于流体力学试验
，具体涉及一种仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场光学测量系统及方法。

技术介绍

[0002]测量结构物内部流动情况时，可透过透明结构物模型进行试验，但由于结构物折射率与水体不同，相机所采集的粒子图像会由于折射不同而发生畸变，从而引起测试结果的误差。通过溶液配比的方式实现固液两相的折射率匹配，不适用于大范围水体环境。矫正在研究透明结构物内的流体运动特性时图像所产生的畸变误差，将是解决更复杂结构物内流场试验测试的一个重要途径。畸变矫正方法可为后续的复杂结构物内流场试验数据的处理与分析提供数据支撑。粒子图像测速即PIV是上世纪八十年代发展起来的一种使流体可视化的流场测量技术，随着计算机技术、光电技术、图像处理技术等多个学科的突飞猛进，PIV技术作为一种多点、无接触、瞬态的流场测量手段，受到人们青睐，将PIV技术运用于管道流研究不仅能够提高测量的准确性还能够对流场流动特征进行较为精确的表征。
[0003]基于仿射与B样条网格变换的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统，其特征在于：包括标定纸、透明结构物(1)、结构物外套箱体(2)、PIV系统与后处理算法；所述标定纸内置在透明结构物(1)中，且布满待测平面；所述结构物外套箱体(2)包覆待测透明结构物(1)，结构物外套箱体(2)内充满结构物内溶液；所述PIV系统包括第一高速相机(6
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1)、第二高速相机(6
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2)、同步器(7)、激光器(8)及计算机(9)，第一高速相机(6
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1)、第二高速相机(6
‑
2)、激光器(8)及计算机(9)均连接在同步器(7)上；所述后处理算法是通过后处理软件获取畸变前后图像像点的多项式映射关系，将映射关系逆向应用于直接拍摄情况下结构物内部的流动图像，可获取未经过畸变的真实流动情况。2.根据权利要求1所述的一种基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统，其特征在于：所述标定纸，通过透明结构物(1)观察得到畸变后的图像；通过结构物外套箱体(2)观察标定纸得到基本矫正的畸变前图像。3.根据权利要求1或2所述的一种基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正系统，其特征在于：若待测透明结构物(1)不方便进行结构物外套箱体(2)的包覆，可构建等比例同透明材料模型，仅用于畸变前后映射关系的获取。4.一种基于仿射与B样条网格变换的透明结构物内流场图像畸变矫正方法，其特征在于：具体步骤如下：步骤1：读入畸变前和畸变后的标定纸图像I
fixed
和I
float
，构建函数，实现由畸变后图像向畸变前图像的映射映射函数为T(x,y)，x,y分别为二维变换的两个方向,变换方式包括整体变换T
global
(x,y)和局部变换T
local
(x,y)，即：T(x,y)＝T
global
(x,y)+T
local
(x,y)；步骤2：利用仿射变换的方法对图像进行全局变换，仿射在二维图像中拥有平移、旋转、缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩然，韩阳，郭春雨，郐云飞，王超，叔渤洋，范毅伟，朱军鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：