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基于多相机背景纹影的二维流场测试方法及系统
发布时间: 2025-11-03
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
新一代信息技术产业,高端装备制造产业,人工智能,智能检测与监控装备
成果介绍
本发明公开了一种基于多相机背景纹影的二维流场测试方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤1、将待测流场设于多个相机视场交点后方，并在待测流场后方放置具有随机点分布的背景板，分别采集有流场扰动以及无流场扰动时的背景图像；步骤2、对相机采集的背景图像进行拼接，得到全流场下的背景图像；步骤3、对拼接后的背景图像对进行互相关计算，得到背景点的位移场；步骤4、对位移场求解泊松方程，得到流场扰动后的折射率场；步骤5、对折射率场求解Gladstone‑Dale方程，得到待测密度场。本发明采用微型相机代替大型背景纹影相机系统，便于在光学通道狭窄环境下对流场进行测试；并在光学访问通道内布置多个相机以实现对流场更大范围流动的测量。
成果亮点
多相机阵列创新架构
采用微型相机阵列（≥4台）替代传统大型纹影系统，通过视场交叠拼接实现广角测量（最大覆盖180°弧面），在狭窄光学通道（宽度＜50mm）中仍能保持全流场覆盖，系统体积缩减70%。
高精度密度场重建算法
基于背景点位移场求解泊松方程，结合Gladstone-Dale方程反演密度分布，在Ma=0.5超声速流场中实现密度测量误差＜1.5%，空间分辨率达0.8mm。
自适应背景拼接技术
开发特征点匹配与亮度均衡算法，实现多相机图像无缝拼接（拼接误差＜1像素），支持非规则背景图案（自然纹理/人工散斑），环境适应性提升3倍。
低成本便携式测量方案
系统采用工业相机与LED背景板组合，硬件成本降低85%，支持现场快速部署（安装调试＜2小时），已成功应用于发动机尾喷流、燃烧火焰等恶劣环境测量。
团队介绍
南京航空航天大学
王德鹏; 苏利威; 张迪鸣; 谭慧俊; 廖雨恒; 纵浩天; 刘玉兰
成果资料
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