[发明专利]基于视频测量的定量背景纹影方法

摘要

本发明公开了一种基于视频测量(VM)的定量背景纹影(BOS)方法，将VM技术与BOS光路相结合，采用均布的小圆点作为BOS的背景点，一方面利用VM成熟的圆形标记点图像处理技术，确保小圆点成像的点定位精度达到0.02像素；另一方面，通过共线方程准确计算从背景小圆点出发到相机摄影中心的光束穿过流场在背景板上产生的偏折位移，并给出精确的偏折角计算公式，旨在准确获得每个背景点位置的偏折角和光程差，从而消除现有BOS采用平行光偏折角计算公式产生的误差，克服了图像互相关技术对现有BOS测量的限制及其对测量精度的不利影响。

主权项

1.一种基于视频测量的定量背景纹影方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、搭建BOS系统：背景板与坐标系O‑XYZ的Z轴垂直，在背景板上布置行列间隔相等的圆点；步骤二、利用背景板上行列均布的圆点坐标，采用视频测量标定方法，标定相机在坐标系O‑XYZ的位置参数(Xs，Ys，Zs)与姿态参数(φ，ω，K)，以及相机内参数；步骤三、有流动时，用相机拍摄背景板时序图像；步骤四、计算给定的t时刻拍摄的背景板图像上给定点A的偏折位移、偏折角、光程差：设A在t时刻的相机CCD上的偏折成像点为a’，与背景板的交点为A’，1)利用共线方程计算A’在坐标系O‑XYZ下的(X，Z)坐标值，再利用共线方程进一步计算出A’在风洞坐标系下的X与Y坐标值；2)计算A点的偏折位移：设A为背景板上第i行第j列的圆点，将其X与Y轴方向的偏折位移分别记为ΔX(i，j)和ΔY(i，j)，则：ΔX(i，j)＝A’的X坐标值一A的X坐标值；ΔY(i，j)＝A’的Y坐标值‑A的Y坐标值；3)计算A点的偏折角：将A点X与Y轴方向的偏折角分别记为和则：式中，b为流场中心与背景板间的距离，式中，x(i，j)和y(i，j)为A点的成像圆点a在坐标系O‑XYZ下的X与Y坐标值，f为焦距；4)计算A点的光程差：