[发明专利]极薄翅翼多方位动态变形测量方法

权利要求书

1.一种极薄翅翼多方位动态变形测量方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)搭建非接触、多方位的红光照明多相机测量装置；

所述非接触、多方位的红光照明多相机测量装置包括：三组亚高速相机及镜头，所述镜头前装有红光滤光膜，每组亚高速相机均设有为其照明的红光光源；其中，三组亚高速相机分别从飞行试验箱的三个相邻面照射其内的系留飞行的蜻蜓，保证蜻蜓翅膀的任意拍动幅度均能被至少一组相机完整捕捉；

2)采用无附加散斑数字图像相关方法追踪蜻蜓翅翼的翅脉及皱褶结构，实现翅翼的三维动态变形测量；

所述步骤2)具体包括：

21)对翅膀图像上各翅脉进行边缘检测，采用多边形估计获得参考图像和目标图像的各特征点集合M和N；

22)利用概率密度估计的方法对非刚性变换的各特征点集合M和N进行配准，给出各特征点的位移向量；

23)将形状上下文方法提取的点集局部空间结构信息作为点集配准的先验条件，从而提高算法的配准性能；

定义参考点集M和目标点集N的矩阵表达式为X＝[x₁,x₂,...,x_m]^T和Y＝[y₁,y₂,...,y_n]^T，其中x_i和y_j为2维列向量；X到Y的空间变换为一般函数f:R²→R²；X经过f映射后的变换点集U和目标点集Y之间的形状上下文相似性矩阵T，t_i,j∈[0,1]且将Y各点是否能从混合模型中观测到记作二值变量Z，后验概率密度的似然函数记作lp＝-ln(p(Z,Y))，目标点集Y的负对数似然条件期望为：

式中：

上式，p(y_j|i)为观测点y_j的条件概率，P(i)是关于形状上下文相似性t_i,j和离群点权重ω的函数；由于p(z_i,j|y_j)未知，拟采用高效而标准的参数估计期望最大化算法求解目标函数E_z[lp]，得到参考点集M到目标点集N的最佳空间变换函数和最佳对应关系；比较配准的参考点集M到目标点集N，给出各个配准点的变形前后的位移向量。