[发明专利]基于温敏漆技术的层流机翼转捩位置测量图像处理方法

权利要求书

1.一种基于温敏漆技术的层流机翼转捩位置测量图像处理方法，其特征在于，包括：

S1、图像采集，采用温敏漆技术对层流机翼表面进行处理，并在处理后的层流机翼表面预定位置进行标记，采用相机对风洞中的层流机翼进行背景图像、参考图像和试验序列图像的采集；

S2、图像配准，基于标记点坐标关系，将采集的试验序列图像配准到参考图像位置上；

S3、图像处理，对配准后的试验序列图像、参考图像进行处理以得到光强比值序列图像，并基于光强比值序列图像和温敏漆校准系数关系式换算和计算，获得层流机翼表面热流数据图像；

S4、基于光强比值序列图像或热流数据图像，依据光强比或热流沿层流机翼弦向的梯度变化判断机翼表面转捩区域和转捩位置；

在S3中，所述图像处理被配置为包括：

S31、将参考图像减除背景图像，试验序列图像减除背景图像，并将减除背景图像后的参考图像和试验序列图像进行前滤波；

S32、依据机翼模型在图像中的区域，对S31中获得的参考图像和试验序列图像进行剪裁，获得剪裁后的参考图像和试验序列图像；

S33、在S32剪裁后的参考图像和试验序列图像中，对机翼模型中无温敏漆区域进行图像填充，机翼模型以外的区域设置为背景区域，获得填充后的参考图像和试验序列图像；

S34、将S33获得的参考图像与试验序列图像进行比值处理，获得光强比值序列图像，并对比值序列图像进行后滤波；

S35、根据S34滤波后的光强比值序列图像和温敏漆校准系数关系式换算获得机翼表面温度数据序列图像；

S36、根据S35获得的温度数据序列图像，计算获得层流机翼表面热流数据图像。

2.如权利要求1所述的基于温敏漆技术的层流机翼转捩位置测量图像处理方法，其特征在于，在S2中，图像配准被配置为包括：

S21、载入相机采集的层流机翼背景图像、参考图像和试验序列图像，在参考图像和试验序列图像上进行标记特征点选取、标记点识别和标记点定位，并保存定位的标记点坐标文件；

S22、根据标记点坐标关系，将试验序列图像配准到参考图像位置，检验配准精度，若精度达标，保存配准后的试验序列图像，进入步骤S3，若精度不达标，则返回步骤S21。

3.如权利要求2所述的基于温敏漆技术的层流机翼转捩位置测量图像处理方法，其特征在于，所述S21被配置为包括：

S210、载入机翼模型的背景图像、参考图像均为20幅，并将20幅图像进行平均处理后获得分别保存于二维矩阵中的一幅背景图像和一幅参考图像；

S211、载入的试验序列图像为保存到三维矩阵中的100幅；

其中，标记点被配置为包括至少12个均匀分布在机翼图像四周的黑色圆形标记点，且标记点的定位被配置为采用质心法、形心法、基于模板的互相关法中的任意一种；

所述基于模板的互相关法是利用模板图像在标记点图像中移动搜索，在模板图像与模板占据的标记点图像灰度值互相关相似性测度极大时确定标记点位置，互相关相似性测度如下式：

其中，C_fl为相似性互相关测度，f(x,y)为模板图像灰度，I(x,y)为标记点图像灰度，针对图像中较小的标记点，为了增强标记点定位的可靠性，将模板灰度扩展为偏微分形式，其扩展方法如下式：

f(x,y)＝f₀(x,y)+f_xΔx+f_yΔy

其中，f₀(x,y)代表标记点灰度值，f_x和f_y分别为灰度值在x和y方向的偏微分。

4.如权利要求2所述的基于温敏漆技术的层流机翼转捩位置测量图像处理方法，其特征在于，步骤S22被配置为包括：

S220、采用基于特征信息的配准方法，对参考图像和试验序列图像中的特征点进行提取、定位，拟合参考图像和试验序列图像的相互关系，获得试验序列图像与参考图像的配准关系；

S221、利用配准关系式将试验序列图像逐个像素点灰度值映射到参考图像中；

其中，对于映射后的试验序列图像不在整数像素点上的，利用插值方法计算整数像素点上的灰度值，完成试验序列图像的配准。