[发明专利]基于荧光油膜厚度在线标定的全局摩阻测量方法

权利要求书

1.一种基于荧光油膜厚度在线标定的全局摩阻测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在试验模型表面构建由n×m个油膜厚度传感器组成的在线测厚网格；

步骤二、在试验模型表面喷绘等距黑线条网格作为背景纹理；

步骤三、在试验模型表面刷荧光油膜；

步骤四、模型及其荧光油膜路径的运动解耦：

1)求取映射矩阵：

以给定的网格中心特征点P_i,j为中心，以2倍网格边长为匹配窗口边长，给定搜索域参数，匹配P_i,j在后序图像I_t2上的对应坐标位置(x',y')，采用如下匹配函数

式中C为匹配度，f(x,y)为图像I_t1的(x,y)坐标处的灰度值，g(x',y')为图像I_t2的(x',y')坐标处的灰度值，通过搜寻P_i,j在图像I_t2上的最大值C_MAX得到P_i,j的最佳匹配点；

计算I_t2到I_t1小区域图像的映射矩阵：

将临近四个特征点代入下式：

利用最小二乘法求解离散区域的映射矩阵；

2)映射矩阵全局光滑：对于图像I_t2中给定离散网格，其格内的像素点对应同一映射矩阵T_i,j，根据离散映射矩阵T_i,j构建如下全局映射矩阵

为使得平滑后的映射矩阵S'尽可能地接近于原矩阵S，构建如下全局光滑模型：

分别记S_M(x,y)与S'_M(x,y)为S_M和S'_M；式中，M表示映射矩阵中的元素序号，M＝0，1,2,3,4,5，Ω表示能量函数的积分范围，(x,y)为离散矩阵的行列号，λ为Lagrange乘数，使得能量函数E(S'_M)取得最小值E_min(S'_M)的S'_M即为平滑映射矩阵；

3)在图像空间将模型运动与荧光油膜路径运动解耦：

根据S_M'对图像I_t2进行映射变换，得到运动解耦后图像I_t2'，I_t2'的像素坐标计算式为

式中(x,y)为I_t2像素点坐标；

步骤五、计算荧光油膜路径运动速度；

步骤六、基于荧光油膜灰度的全局油膜厚度动态标定：

对于某个给定传感器P_i,j，将P_i,j厚度测量值记为h_i,j，P_i,j的位置坐标记为(x_i,j,y_i,j)，图像I_t2'中P_i,j位置处的荧光油膜灰度值记为g_i,j，则，给定试验模型表面上位置坐标(x,y)，在t₂时刻的厚度值计算式为

式中g_x,y为图像I_t2'中(x,y)处的荧光油膜灰度值；

步骤七、计算试验模型表面的摩阻。

2.根据权利要求1所述的基于荧光油膜厚度在线标定的全局摩阻测量方法，其特征在于：步骤一所述的油膜厚度传感器的布设方法为：在试验模型表面钻孔，然后将油膜厚度传感器平齐嵌装在孔中，每个传感器的测头与模型表面平齐。

3.根据权利要求1所述的基于荧光油膜厚度在线标定的全局摩阻测量方法，其特征在于：步骤二所述的线条宽度在相机上的成像宽度为1个像素。