[发明专利]背景纹影瞬态流场显示系统及基于该系统的流场测量方法

权利要求书

1.一种背景纹影瞬态流场显示系统，其特征在于，包括LED阵列背景板、CCD相机和单片机，其中LED阵列背景板用于提供流场的折射率变化信息；CCD相机用于采集没有流场和有流场两种情况下的LED阵列背景板的图像；单片机用来控制LED灯的瞬间亮灭，所述LED阵列背景板和CCD相机分别设置在流场的两侧，且LED阵列背景板的中心、流场的中心以及CCD相机位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的背景纹影瞬态流场显示系统，其特征在于，所述LED阵列背景板上LED灯等间距排列。

3.基于权利要求1或2所述的背景纹影瞬态流场显示系统的流场测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：搭建背景纹影瞬态流场显示系统：在流场两侧分别放置LED阵列背景板和CCD相机，使得三者位于同一条直线上；

步骤2：采集参考图像：在没有流场的情况下，单片机控制LED阵列背景板瞬间亮灭，同时CCD相机采集多幅LED阵列背景板的图像，该图像即为参考图像；

步骤3：采集测量图像：在有流场的情况下，单片机控制LED阵列背景板瞬间亮灭，同时CCD相机采集多幅LED阵列背景板的图像，该图像即为测量图像；

步骤4：根据参考图像和测量图像求取流场变化：分别求出参考图像和测量图像中各亮斑的重心坐标，把对应的亮斑重心坐标相减得到所有亮斑的点位移，以显示流场的变化。

4.根据权利要求3所述的背景纹影瞬态流场测量方法，其特征在于：所述步骤4的具体方法为：

步骤4.1：分别识别参考图像和测量图像中的连通域，即亮斑；

步骤4.2：计算各连通域的重心坐标；

步骤4.3：设定距离阈值，并根据距离阈值匹配参考图像和测量图像的亮斑坐标，使参考图像和测量图像的所有亮斑一一对应；

步骤4.4：将参考图像和测量图像中各亮斑的重心坐标相减，得到所有亮斑的点位移，以显示流场的变化。