使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法技術

本發明專利技術的使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，將至少兩個相機分布在整個測量區域的不同位置，在每個相機的視野范圍的測量區域內，標定出至少3個固定點，利用測量儀器獲取出上述固定點的世界坐標；同時用每個相機對其所對應的測量區域進行拍攝，得到各相機的采集圖片，在上述采集圖片中獲取固定點的圖像坐標；根據固定點在采集圖片中的圖像坐標和新世界坐標，分別構建各個相機采集圖片的坐標和新世界坐標的映射關系，以新世界坐標系中的至少3個固定點為基點，分別找出各個相機的采集圖片所對應的新世界坐標系下的坐標，分別得到每個相機采集圖片的映射圖片；拼接后得到大范圍表面流場圖像。

Method for obtaining large range surface flow image by splicing method

Using the splicing method of the invention are methods of a wide range of surface flow image, at least two cameras distributed in different locations throughout the measurement area, measuring area in each camera view range in the calibration of the at least 3 fixed points, using the measurement instrument to obtain the world coordinate of the fixed point of the measurement; area of the corresponding shot by each camera, the camera images to obtain the image coordinates of fixed points in the images; according to the fixed point coordinates in the picture of the image acquisition and the new world coordinates, mapping coordinates of each camera images were constructed and the new world coordinates, with at least 3 A new fixed point in the world coordinate system as the starting point, coordinates respectively identify all camera images corresponding to the new world coordinates, each respectively. The camera takes pictures of the pictures and gets a large range of surface flow images after splicing.

【技術實現步驟摘要】
使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法
本專利技術涉及了一種不同區域的表面流場通過拼接獲得整個大范圍表面流場的方法，特別是用于一種利用不同區域分別標定和測量的方法進行各區域表面流場測量，通過拼接技術,從而獲取大范圍表面流場的處理方法。
技術介紹
由于在表面流場測量中的工業相機的安裝和測量區域受限，因此單個相機的測量區域不大，在大范圍表面流場中只能夠測量其中的一部分區域，而目前需要獲取整個表面流場，因此引入拼接技術，對各個區域的流場進行拼接，實現大范圍表面流場測量。
技術實現思路
本申請的專利技術目的在于提供一種各相機視野范圍內區域標定信息的情況下拼接流場的方法，該方法可以在各相機視野范圍內分別取N個固定點（N>=3）,利用測量儀器獲取這些點的世界坐標，通過各相機拍攝的圖片，獲得這些點在圖像中的坐標，利用這些點的世界坐標和圖像坐標實現大范圍表面流場的拼接。為了完成本申請的專利技術目的，本申請采用以下技術方案：本專利技術的一種使用拼接的方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其中：它包括以下步驟：1）將至少兩個相機分布在整個測量區域的不同位置，各相機的視野范圍覆蓋整個測量區域；2）在每個相機的視野范圍的測量區域內，標定出至少4個固定點，利用測量儀器獲取出上述固定點的世界坐標；3）同時用每個相機對其所對應的測量區域進行拍攝，得到各相機的采集圖片，在上述采集圖片中獲取固定點的坐標；4）選出所有固定點的世界坐標X，Y的最小值Xmin，Ymin，以（Xmin，Ymin）點為新世界坐標系的原點位置，新世界坐標系X”、Y”軸方向與世界坐標系X、Y軸方向一致，建立新世界坐標系，并且在此基礎上，對世界坐標系進行縮小倍數B，則可以得到新世界坐標系下的所有固定點坐標為X”=(X-Xmin)/BY”=(Y-Ymin)/B5）根據每個相機固定點在新世界坐標系下的坐標和每個相機采集圖片上固定點的坐標，分別構建各個相機固定點的新世界坐標和固定點的采集圖片坐標的映射關系；固定點的新世界坐標為…，固定點的采集圖片坐標為…建立下列關系式：計算得出式中的K值，以新世界坐標系中的至少3個固定點為基點，根據下列公式，分別計算出每個相機采集圖片中每個點所對應的新世界坐標系下的坐標(X”,Y”)即通過計算得出X”,Y”坐標；6）根據步驟5），將上述X”,Y”坐標畫在新世界坐標系下，分別得到每個相機采集圖片的映射圖片；拼接后得到大范圍表面流場圖像。7）本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其中：所述各相機視野范圍基本上不重合；本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其中：所述固定點不低于3個點；本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其中：空間分辨率為世界坐標系下任意兩個固定點之間的距離與新世界坐標系下上述相同的兩個固定點之間的距離的比；本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其中：所述的B為>0的數；本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法的應用，其中：使用該方法來計算整個流場的實際流速分布，完成大范圍表面流場的計算；本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法的應用，其中：所述整個流場的實際流速是用圖像粒子測速或者粒子跟蹤測速進行的。使用本專利技術的方法，可以用工業相機對表面流場測量中的一部分區域進行拍攝，然后通過計算和拼接技術，對各個區域的流場進行拼接，實現大范圍表面流場測量。附圖說明圖1各相機分布示意圖；圖2至圖5為各個相機所拍攝的采集圖片，其中圖2為第一相機所拍攝的采集圖片，圖3為第二相機所拍攝的采集圖片，圖4為第三相機所拍攝的采集圖片，圖5為第四相機所拍攝的采集圖片；圖6為在世界坐標系下的圖像；圖7為在新世界坐標系下的圖像。在圖1至圖7中，標號1為第一相機；標號2為第二相機；標號3為第三相機；標號4為第四相機；標號11為第一相機所拍攝的采集圖片；標號22為第二相機所拍攝的采集圖片；標號33為第三相機所拍攝的采集圖片；標號44為第四相機所拍攝的采集圖片。具體實施方式本專利技術以四個相機：第一相機1；第二相機2；第三相機3；第四相機4為例進行說明。本專利技術的一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，它包括以下步驟：1）如圖1所示，將四個相機：第一相機1、第二相機2、第三相機3和第四相機4分布在整個測量區域的不同位置，上述四個相機的視野范圍覆蓋整個測量區域，4個相機視野范圍基本上不重合；2）如圖1所示，在每個相機的視野范圍的測量區域內，標定出4個固定點，利用測量儀器獲取出上述固定點的世界坐標，如圖1至圖7中所標注黑點為固定點，在圖中為了清楚起見，所標注黑點較大，實際上所標注黑點即固定點只是一個坐標點而已；3）同時用每個相機對其所對應的測量區域進行拍攝，得到各相機的采集圖片即圖2-圖5，在上述采集圖片中獲取固定點的坐標；4）選出如圖6所示的所有固定點的世界坐標X，Y的最小值Xmin，Ymin，以（Xmin，Ymin）點為新世界坐標系的原點位置，新世界坐標系X”、Y”軸方向與世界坐標系X、Y軸方向一致，在此基礎上，對世界坐標系縮小倍數B，如圖7所示，建立新世界坐標系，則可以得到新世界坐標系下的所有固定點坐標為X”=(X-Xmin)/BY”=(Y-Ymin)/B，B為>0的數，為了清楚起見，本專利技術B取值為1.5；5）根據第一相機1的4個固定點在新世界坐標系下的坐標和第一相機所拍攝的采集圖片11上4個固定點的坐標，構建第一相機1的新世界坐標和采集圖片的坐標的映射關系；采集圖片11中固定點的新世界坐標為…，采集圖片的固定點的坐標為…建立下列關系式：計算得出式中的K值，以新世界坐標系中的4個固定點為基點，找出第一相機1的采集圖片所對應的新世界坐標系下的坐標（X”，Y”），根據下列公式，計算出第一相機1的采集圖片中每個點所對應的新世界坐標系下的坐標(X”,Y”)即通過計算得出X”,Y”坐標；6）根據步驟5）計算出的第一相機1采集圖片的映射X”,Y”坐標，將上述坐標畫在新世界坐標系下，得到第一相機1采集圖片11的映射圖片；重復步驟5）和步驟6），得到第二相機2采集圖片22的映射圖片、第三相機3采集圖片33的映射圖片和第四相機4采集圖片44的映射圖片，將它們拼接后的如圖7所示的大圖像。空間分辨率為世界坐標系下任意兩個固定點之間的距離與新世界坐標系下上述相同的兩個固定點之間的距離的比。本專利技術的方法是用于來計算整個流場的實際流速分布，完成大范圍表面流場的計算，該整個流場的實際流速是用圖像粒子測速或者粒子跟蹤測速進行的。以上描述是對本專利技術的解釋，不是對專利技術的限定，本專利技術所限定的范圍參見權利要求，在不違背本專利技術的精神的情況下，本專利技術可以作任何形式的修改。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其特征在于：它包括以下步驟：1）將至少兩個相機分布在整個測量區域的不同位置，各相機的視野范圍覆蓋整個測量區域；2）在每個相機的視野范圍的測量區域內，標定出至少3個固定點，利用測量儀器獲取出上述固定點的世界坐標；3）同時用每個相機對其所對應的測量區域進行拍攝，得到各相機的采集圖片，在上述采集圖片中獲取固定點的坐標；4）選出所有固定點的世界坐標X，Y的最小值Xmin，Ymin，以（Xmin，Ymin）點為新世界坐標系的原點位置，新世界坐標系X”、Y”軸方向與世界坐標系X、Y軸方向一致，建立新世界坐標系，并且在此基礎上，對世界坐標系進行縮小倍數B，則可以得到新世界坐標系下的所有固定點坐標為X”=(X?Xmin)/BY”=(Y?Ymin)/B5）根據每個相機固定點在新世界坐標系下的坐標和每個相機采集圖片上固定點的坐標，分別構建各個相機固定點的新世界坐標和固定點的采集圖片坐標的映射關系；固定點的新世界坐標為

【技術特征摘要】
1.一種使用拼接方式得到大范圍表面流場圖像的方法，其特征在于：它包括以下步驟：1）將至少兩個相機分布在整個測量區域的不同位置，各相機的視野范圍覆蓋整個測量區域；2）在每個相機的視野范圍的測量區域內，標定出至少3個固定點，利用測量儀器獲取出上述固定點的世界坐標；3）同時用每個相機對其所對應的測量區域進行拍攝，得到各相機的采集圖片，在上述采集圖片中獲取固定點的坐標；4）選出所有固定點的世界坐標X，Y的最小值Xmin，Ymin，以（Xmin，Ymin）點為新世界坐標系的原點位置，新世界坐標系X”、Y”軸方向與世界坐標系X、Y軸方向一致，建立新世界坐標系，并且在此基礎上，對世界坐標系進行縮小倍數B，則可以得到新世界坐標系下的所有固定點坐標為X”=(X-Xmin)/BY”=(Y-Ymin)/B5）根據每個相機固定點在新世界坐標系下的坐標和每個相機采集圖片上固定點的坐標，分別構建各個相機固定點的新世界坐標和固定點的采集圖片坐標的映射關系；固定點的新世界坐標為…，固定點的采集圖片坐標為…建立下列關系式：計算得出式中的K值，以新世界坐標系中的至少3個固定點為基點，根據下列公式，分別計算出...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曲兆松，任明軒，王希花，劉俊星，王介重，
申請(專利權)人：北京尚水信息技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11