专利名称：一种单ccd相机三维粒子图像测速方法
技术领域：
本发明涉及激光粒子图像测速技术，特别涉及了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法。
背景技术：
粒子图像测速技术是由70年代兴起的激光散斑全场测速技术(Laser SpeckleVelocimetry,简称LSV)演变而来的。基本原理是利用脉冲激光将随流体运动的示踪粒子照亮，利用C⑶相机拍摄运动的粒子图像，通过对粒子图像处理得到粒子运动速度矢量。现今三维粒子图像测速技术(3D-PIV)大多采用2个或3个CCD相机同时拍摄某一区域流场照片通过后处理得到三维速度信息，至今还没有采用单个CCD的相机测量三维速度场的PIV技术。
发明内容
本发明的目的是为了采用单个CCD的相机测量三维速度场，特提供了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法。本发明提供了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法，其特征在于所述的单CCD相机三维粒子图像测速方法如下单CXD相机三维粒子图像测速技术是基于凸透镜成像原理。当物距大于凸透镜的2倍焦距时，凸透镜所成的像是倒立缩小的实像。物距发生变化时像的大小也会相应的发生改变。根据像大小的改变量可以知道物距的变化量(实际应用中需对像距进行测量)。在PIV系统中示踪粒子的散射光线通过两并排放置的凸透镜(物距大于2倍焦距，在像平面(或(XD)成两个实像)。两个像的距离与物距以及两凸透镜的光轴距离成一定函数关系。这个函数关系可根据几何光学推导得到。下面对推导过程做一简要的介绍。推导过程中所用到的数学参数含义以及相关说明见表I所示表I图I和推导公式中数学参数说明
权利要求
1.一种单CCD相机三维粒子图像测速方法，其特征在于所述的单CCD相机三维粒子图像测速方法如下 单CCD相机三维粒子图像测速技术是基于凸透镜成像原理，当物距大于凸透镜的2倍焦距时，凸透镜所成的像是倒立缩小的实像；物距发生变化时像的大小也会相应的发生改变，根据像大小的改变量可以知道物距的变化量，实际应用中需对像距进行测量； 在PIV系统中示踪粒子的散射光线通过两并排放置的凸透镜，物距大于2倍焦距，在像平面或CXD上成两个实像； 两个像的距离与物距以及两凸透镜的光轴距离成函数关系，这个函数关系根据几何光学推导得到，下面为推导过程半凸透镜(I)的光轴与半凸透镜(2)的光轴平行，
全文摘要
一种单CCD相机三维粒子图像测速方法，单CCD相机三维粒子图像测速技术是基于凸透镜成像原理，在PIV系统中示踪粒子的散射光线通过两并排放置的凸透镜，在像平面或CCD上成两个实像；两个像的距离与物距以及两凸透镜的光轴距离成函数关系；示踪粒子在景深内无需改变像距便可得到清晰的像；在PIV系统应用中BB1为第一幅照片内同一示踪粒子所成的像之间的距离，CC1为第二幅照片内同一示踪粒子像的距离；采用两半凸透镜做相机的镜头，两半凸透镜间填充不透光的密封介质；示踪粒子运动的二维速度，采用当今通用的互相关算法得到。本发明的优点采用两个单独的半凸透镜镜头的CCD相机PIV系统测量三维流场速度矢量，可以避免多个相机的调焦过程，简化操作。
文档编号G01P5/22GK102749475SQ20121026012
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者张宝华, 胡文成 申请人:中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所