[发明专利]一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法

权利要求书

1.一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，获取光斑图像，通过在两个连续的光斑图像内进行全局搜索与互相关运算，计算不同位置的线性相关系数r(x,y)，对两个连续的光斑图像进行匹配；

步骤2，根据步骤1中得到的两个连续光斑图像r(x,y)峰值在搜索窗口中所在位置，将两个连续光斑图像的r(x,y)峰值做差，得到此搜索窗口内光斑图像的相对位移，将相对位移通过像素尺度转换为实际位移，计算每个搜索窗口内光斑移动速度，判断匹配情况；

步骤3，将步骤1中匹配失败后经步骤2得到的光斑移动速度与步骤2中匹配失败的光斑移动速度进行纠正，得到横向风速。

2.根据权利要求1所述的一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法，其特征在于，所述步骤1中，相关系数r(x,y)的有界离散积分的归一化形式可以表示为：

式(1)中，f(j,k)、g(j+m,k+n)分别为前、后两帧光斑图像中查询窗口的像素灰度分布函数，分别为前、后两帧光斑图像中查询窗口的像素灰度均值，j、k分别为第一幅光斑图像的坐标，m、n分别为第二幅光斑图像相对于第一幅光斑图像沿x、y轴平移的量；

当r(x,y)≥0.3时，则两个连续的光斑图像匹配成功；

当r(x,y)＜0.3时，则两个连续的光斑图像匹配失败。

3.根据权利要求1所述的一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法，其特征在于，所述步骤2中，实际位移的计算过程为：

像素宽/分辨率＝图片宽尺寸；

像素高/分辨率＝图片高尺寸；

图片宽尺寸/2.54＝x轴上的实际位移Δx；

图片高尺寸/2.54＝y轴上的实际位移Δy。

4.根据权利要求3所述的一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法，其特征在于，所述步骤2中，每个搜索窗口内光斑移动速度的表达式为：

式(2)中，u、v分别为水平、垂直方向的光斑图像移动速度分量，Δt为光斑图像移动时间；

当得到的光斑图像移动速度与其周围的速度方向完全相反时，则速度匹配失败，否则，匹配成功。

5.根据权利要求3所述的一种基于大气湍流中激光阴影获取横向风速的方法，其特征在于，所述步骤3中，对搜索窗口内光斑移动速度进行纠正的表达式为：

式(3)中，v'(x,y)、u'(x,y)分别为纠正后的水平、垂直方向的光斑移动速度分量。