基于双目视觉多曝光的粒子轨迹测速方法研究

• 作者: 周骛 王芳婷 王宵宵 唐欣然 蔡小舒
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 机器视觉 双目视觉 粒子轨迹测速 多曝光 灰度拟合 三维速度
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 机器视觉|Machine Vision
• 页码范围: 154-162
• 页数: 9页
• 分类号: TH815
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.1215001

摘要

提出双目视觉结合单帧多曝光技术的粒子轨迹测速(PSV)方法,通过长短曝光组合判断速度方向,采用灰度拟合法识别轨迹特征,并采用轨迹中心点进行速度计算以提高速度测量的准确性.该方法采用最邻近点匹配及倾斜角约束对同一颗粒的多段轨迹进行匹配与排序,利用极线约束对轨迹特征点进行双目匹配,对三维重建后的特征点进行B样条拟合以计算粒子的三维速度,而多曝光粒子轨迹法可以降低双目匹配的难度.形成了双目多曝光PSV的实验系统及相应图像处理流程.采用发光小孔进行了不同三维速度下的验证实验,分析了不同轨迹特征点选择对速度测量结果的影响.结果表明,利用轨迹中点计算速度,得到的平均相对误差小于4.2％,同时其标准偏差较小,故采用轨迹中点相较于采用轨迹端点的速度计算方法更优.并对一射流流场进行了实测,结果表明此方法能够可靠地用于三维流场测量.