[发明专利]基于压敏漆与光场相机的尺寸与表面压力测量方法与装置

权利要求书

1.一种基于压敏漆与光场相机的三维尺寸与表面压力的测量方法，其特征在于，包含以下步骤：

图片获取步骤：分别获取模型的压力信号光场图片与深度信号光场图片；

表面压力分布计算步骤：从压力信号光场图片中计算得出模型表面压力分布图；

表面深度分布计算步骤：从深度信号光场图片中计算得出模型表面深度分布图；

三维压力分布生成步骤：融合模型表面压力分布图的信息与模型表面深度分布图的信息，生成三维模型压力分布图；

所述图片获取步骤包含以下步骤：

压力信号光场图片获取步骤：风洞关闭工况与开启工况下，使用光场相机拍摄紫外光源激发的涂有压敏漆的模型，分别得到压力信号光场图片，并分别记为第一压力光场图片、第二压力光场图片；

深度信号光场图片获取步骤：风洞关闭工况下，使用光场相机拍摄被投影图案的模型；

所述表面压力分布计算步骤包含以下步骤：

中心视角图片获取步骤：取出第一压力光场图片与第二压力光场图片中所有微透镜投影中心对应的像素，将所有取出的像素按微透镜的位置分布拼合，分别得到第一中心视角图片与第二中心视角图片；

旋转平移纠偏步骤：对第一中心视角图片与第二中心视角图片进行旋转与平移的纠偏，分别获得纠偏后的第一中心视角图片与纠偏后的第二中心视角图片；

光强比例图片获取步骤：以纠偏后的第一中心视角图片作为参考图片，对纠偏后的第一中心视角图片对应像素值与纠偏后的第二中心视角图片对应像素值做除法，得到光强比例图片；

模型表面压力计算步骤：基于光强比例图片计算获得模型表面压力。

2.根据权利要求1所述的基于压敏漆与光场相机的三维尺寸与表面压力的测量方法，其特征在于，中心视角图片获取步骤中，利用小孔成像原理，通过拍摄最小光圈下白板获取微透镜投影中心；

旋转平移纠偏步骤中，基于以下公式获取旋转平移参数：

W′_on＝T_(Δx，Δy)R_ΔθW_on

式中：W′_on为经过旋转平移后的图片矩阵；T_(Δx，Δy)为平移矩阵；Δx，Δy为平移参数；R_Δθ为旋转矩阵；Δθ为旋转参数；W_on为风洞开启工况的图片矩阵；(Δθ，Δx，Δy)为旋转平移参数；argmin_{Δθ，Δx，Δy}()代表括号内代式取极小值时Δθ，Δx，Δy值；sum()为求取括号内矩阵元素值的和的算法；W_off为风洞关闭工况的图片矩阵；.×代表对应位置的元素相乘；

光强比例图片获取步骤中，光强比例图片通过W_off./W′_on获得，其中，./代表对应位置的元素相除；

模型表面压力计算步骤中，基于以下公式计算获得模型表面压力：

式中：I为由相机记录下来的荧光强度；ref为参考值，选取风洞关闭时的数值为参考值；I_ref为参考荧光强度；A₁与A₂均是压敏漆性能系数；A₁(T)与A₂(T)均为压敏漆性能系数关于温度的函数；P为表面压强；P_ref为参考表面压强。

3.根据权利要求1所述的基于压敏漆与光场相机的三维尺寸与表面压力的测量方法，其特征在于，所述表面深度分布计算步骤包含以下步骤：

深度视觉图片获取步骤：对深度信号光场图片进行中心视角图片获取操作，获取微透镜投影中心为对称中心分布，大小为a×a的深度视觉图片；

EPI斜率输出步骤：输出深度视觉图片中每个像素点的EPI斜率k_epi；

深度计算步骤：根据k_epi计算出模型上的实际深度d。