[发明专利]液体横向射流边界的获取方法

权利要求书

1.一种液体横向射流边界的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100：通过脉冲背景成像方法获得射流平面内的标尺图像，然后对超声速流场中的液体横向射流进行连续拍摄，获得液体横向射流的瞬态图像，通过给定灰度阈值得到初始的射流边界点；

步骤S200：对所述液体横向射流的瞬态图像中的液体射流边界点进行一次拟合，得到第一次拟合曲线，在所述第一次拟合曲线上沿射流方向依次取法线，并在所取法线方向上以圆为区域边界查找射流边界散点最集中的区域，并依次在该区域内提取射流边界的多个第一特征点；

步骤S300：对第一特征点进行二次拟合，得到第二次拟合曲线，在第二次拟合曲线上沿射流方向依次取法线，并在所取法线方向上以圆为区域边界查找射流边界散点最集中的区域，并依次在该区域内提取射流边界的多个第二特征点；

步骤S400：对所述第二特征点进行三次拟合，得到第三次拟合曲线，计算所述第二次拟合曲线和第三次拟合曲线的相对误差，当所述相对误差值小于0.1％时，以所述第二特征点作为所述液体横向射流边界，否则，重复步骤S300～步骤S400，直到所述相对误差值小于0.1％；

步骤S500：根据标尺将所述液体横向射流的瞬态图像中的像素转化为实际物理距离，得到所述液体横向射流边界的物理边界。

2.根据权利要求1所述的液体横向射流边界的获取方法，其特征在于，初始液体横向射流的边界点图像获取通过给定灰度阈值的方法获得，所述灰度阈值为最大灰度的10％。

3.根据权利要求2所述的液体横向射流边界的获取方法，其特征在于，依据最小二乘法原则进行拟合得到；

所述第一次拟合曲线为

所述第二次拟合曲线为

所述第三次拟合曲线为

其中x为像素点的横坐标，y为像素点的纵坐标，a_n和b_n为拟合系数，n＝1,2,3。

4.根据权利要求3所述的液体横向射流边界的获取方法，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：

步骤S210：取所述第一次拟合曲线上任一点(x_i,y_i)，过该点的所述第一次拟合曲线的法线为并与所述液体横向射流的瞬态图像的边界相交；

步骤S220：以所述第一次拟合曲线的原点为起点，x轴为正方向，以10个像素距离为步长，作经过所述第一次拟合曲线上的点的法线，以该法线与所述液体横向射流的瞬态图像边缘远离射流区域的交点为起点，以该法线上的任一点为圆心，R为半径，将落在该圆内的灰度值为255的像素点个数记为S₁，然后沿该法线移动10个像素距离，得到下一个查找圆圆心；

步骤S230：以该下一个查找圆圆心为圆心，半径为R，将落在该圆内的灰度值为255的像素点个数为S₂，以此类推，得到S₃，S₄……S_i，取最大S值对应的查找圆圆心为该法线方向上的特征点；

对所述第一次拟合曲线上的下一点(x_i+1,y_i+1)重复步骤S210～230获取特征点，沿所述第一次拟合曲线移动完成后，得到所有所述特征点的集合作为所述第一特征点。