[发明专利]一种纹影图像的运动、参数识别方法及系统

权利要求书

1.一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，包括如下方法步骤：

步骤1、在运动模型的壁面固定设有多个标记光源，每个所述标记光源的灯心安装方向与纹影光源的光路平行，且面向纹影相机用于标记运动模型的运动轨迹；

步骤2、风洞试验后，获得包含有运动模型和标记光源的原始纹影图像，识别所述原始纹影图像中的标记光源的位置像素点，获得每张所述原始纹影图像中每个所述标记光源的像素坐标；

步骤3、利用步骤2处理后的纹影图像中某一时刻、上一时刻的每个所述标记光源的所述像素坐标和运动模型的质心坐标计算运动模型的俯仰角姿态变化，获得某一时刻相对于所述原始纹影图像的起始时刻的运动模型的姿态角的变化量；

步骤4、以步骤2处理后的纹影图片中的某一固定点作为原点，建立参考坐标系，将每个所述标记光源的所述像素坐标转化为物理空间坐标变化，结合步骤3的结果，获得风洞实验中运动模型的分离运动轨迹以及动力学参数。

2.根据权利要求1所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

步骤1中，每个所述标记光源的中轴线与所述纹影光源的光路平行实现每个所述标记光源的灯心安装方向与纹影光源的光路平行，且每个所述标记光源背向纹影光源安装在所述运动模型的壁面上用于标记运动模型的运动轨迹以及姿态。

3.根据权利要求1所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

步骤2中所述获得每张纹影图像中每个标记光源的像素坐标的具体内容为：

获得包含有运动模型和标记光源的原始纹影图像，对所有所述原始纹影图像进行批量灰度处理得到灰度图片，以判定出标记光源的位置像素点与背景像素点；继续将所述灰度图片转化为黑白二值图片，以得到每个标记光源的灯心的像素点坐标；获得每张纹影图片中每个标记光源的像素坐标。

4.根据权利要求1所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

步骤4中所述参考坐标系中，以风洞试验中试验气流的来流方向建立参考坐标系的横轴，垂直来流方向向上为参考坐标系的纵轴，得到每个所述标记光源在所述运动模型的运动过程中在所述参考坐标系中的坐标和所述运动模型的质心在参考坐标系中的坐标。

5.根据权利要求4所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

在所述参考坐标系中，结合所述运动模型在某一时刻相对于上一时刻的的位移，得到所述运动模型的运动速度、加速度、受力和俯仰力矩。

6.根据权利要求1所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

步骤4中的所述动力学参数的精度随着标记光源的数量增多而增高。

7.根据权利要求1所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法，其特征在于，

步骤1中，所述标记光源的数量大于等于3个。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述的一种纹影图像的运动、参数识别方法的系统，其特征在于，包括：用于风洞试验的运动模型、纹影光源和纹影相机，在运动模型的壁面上固定设有3个或以上光线方向背对纹影光源且面向纹影相机镜头的标记光源，每个所述标记光源的中轴线与纹影光源的光路平行用于标记运动模型的运动轨迹，在运动模型的空腔内部固定有连接标记光源的供电电路；

风洞试验后，获得包含有运动模型和标记光源的原始纹影图像，基于标记光源在运动模型上相对于运动模型的空间位置坐标及运动模型的质心坐标分析所述原始纹影图像。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，每个所述标记光源固定在运动模型壁面的一个贯穿孔内。

10.根据权利要求8-9任一项所述的系统，其特征在于，所述标记光源是LED灯、小电珠或小灯泡中的一种。