[发明专利]速度、速度场测量方法、系统、设备、装置及存储介质

权利要求书

1.一种速度测量方法，其特征在于，包括：

将单粒子图像输入经训练的神经网络模型，得到预测结果图像；所述单粒子图像仅包含一个粒子；所述预测结果图像仅包含一个粒子；所述预测结果图像中粒子的像素位置，为所述单粒子图像中的粒子的预测位置；其中，所述单粒子图像中的粒子用于表征二维流场测量区域中的一个粒子；所述经训练的神经网络模型为：以粒子图像对中的第一帧粒子图像为输入，以所述粒子图像对中的第二帧粒子图像为输出的真值，训练得到的神经网络模型；其中，所述粒子图像对由跨帧相机对所述二维流场测量区域进行拍摄得到，所述二维流场测量区域中混有示踪粒子；所述第一帧粒子图像为所述第二帧粒子图像的前一帧图像；

根据所述单粒子图像和所述预测结果图像中粒子的像素位置，确定所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度；

所述根据所述单粒子图像和所述预测结果图像中粒子的像素位置，确定所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度，具体包括：

提取所述单粒子图像中粒子的中心坐标以及所述预测结果图像中粒子的中心坐标；

根据坐标差值、单粒子图像空间分辨率以及所述跨帧相机的跨帧时间，计算所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度；其中，所述坐标差值为所述单粒子图像中粒子的中心坐标与所述预测结果图像中粒子的中心坐标之差。

2.根据权利要求1所述的速度测量方法，其特征在于，还包括：以所述粒子图像对中的第一帧粒子图像为输入，以所述粒子图像对中的第二帧粒子图像为输出的真值，对神经网络模型进行训练。

3.根据权利要求1所述的速度测量方法，其特征在于，在所述将单粒子图像输入经训练的神经网络模型之前，还包括：

采用虚拟粒子生成器在图像的一像素点上生成单个粒子，得到单粒子图像。

4.一种速度场测量方法，其特征在于，包括：

针对多帧单粒子图像，采用如权利要求1-3任一项所述的速度测量方法确定各帧单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度；其中，不同单粒子图像中粒子的像素位置不同；

根据各像素位置的预测速度，确定二维流场测量区域的速度场。

5.一种速度测量系统，其特征在于，包括：

粒子位置预测模块，用于将单粒子图像输入经训练的神经网络模型，得到预测结果图像；所述单粒子图像仅包含一个粒子；所述预测结果图像仅包含一个粒子；所述预测结果图像中粒子的像素位置，为所述单粒子图像中的粒子的预测位置；其中，所述单粒子图像中的粒子用于表征二维流场测量区域中的一个粒子；所述经训练的神经网络模型为：以粒子图像对中的第一帧粒子图像为输入，以所述粒子图像对中的第二帧粒子图像为输出的真值，训练得到的神经网络模型；其中，所述粒子图像对由跨帧相机对所述二维流场测量区域进行拍摄得到，所述二维流场测量区域中混有示踪粒子；所述第一帧粒子图像为所述第二帧粒子图像的前一帧图像；

像素点速度预测模块，用于根据所述单粒子图像和所述预测结果图像中粒子的像素位置，确定所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度；

所述根据所述单粒子图像和所述预测结果图像中粒子的像素位置，确定所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度，具体包括：

提取所述单粒子图像中粒子的中心坐标以及所述预测结果图像中粒子的中心坐标；

根据坐标差值、单粒子图像空间分辨率以及所述跨帧相机的跨帧时间，计算所述单粒子图像中粒子的像素位置的预测速度；其中，所述坐标差值为所述单粒子图像中粒子的中心坐标与所述预测结果图像中粒子的中心坐标之差。

6.一种速度场测量系统，其特征在于，包括：

如权利要求5所述的速度测量系统，用于对多帧单粒子图像中粒子的像素位置的速度进行预测；其中，不同单粒子图像中粒子的像素位置不同；

速度场确定模块，用于根据各像素位置的预测速度，确定二维流场测量区域的速度场。

7.一种速度测量设备，其特征在于，至少包括处理器和存储器；所述处理器通过执行所述存储器中存放的程序，执行如权利要求1-3任一项所述的速度测量方法。