(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211286917.3 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 温景浩　王前程　赵玉新　张若凌　 马力　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 赵小龙 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/181(2017.01) G06T 5/10(2006.01) (54)发明名称 一种基于切片式光测图像的三维流场重构 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于切片式光测图像的 三维流场重构方法， 包括： 沿宽度方向对超声速 流场进行切片， 并基于NPLS技术在每个切片 截面 上获取若干二维流场图像； 对每个切片截面获得 的二维流场图像进行时均处理， 得到每个切片 截 面对应的二维时均流场图像， 并对 各二维时均流 场图像进行滤波处理； 对二维时均流场图像进行 边缘提取， 得到每个切片 截面对应的边缘提取图 像； 对各切片截面的边缘提取图像进行拟合， 并 基于边缘拟合曲线生成流场的曲面点云数据， 完 成三维流场重构。 本发明应用于流体力学领域， 通过NPLS技术获得超声速流场中不同截面二维 流场图像， 并结合数学方法重构获得三维流场结 构， 能够有效地对流场特性进行进一 步的识别。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115526994 A 2022.12.27 CN 115526994 A 1.一种基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1， 沿宽度方向对超声速流场进行切片， 并基于NPLS技术在每个切片截面上获取若 干二维流场图像； 步骤2， 对每个切片截面获得的二维流场图像进行时均处理， 得到每个切片截面对应的 二维时均流场图像， 并对各二维时均流场图像进行 滤波处理； 步骤3， 对各滤波后的二维时均流场图像进行边缘提取， 得到每个切片截面对应的边缘 提取图像； 步骤4， 对各切片截面的边缘提取图像进行拟合， 并基于边缘拟合曲线生成流场的曲面 点云数据， 完成三维流场重构。 2.根据权利要求1所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 步骤 1中， 所述沿宽度方向对 超声速流场进行切片， 具体为： 沿宽度方向对 超声速流场进行等间隔的切片。 3.根据权利要求1或2所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 步骤2中， 所述对每个切片截面 获得的二 维流场图像进 行时均处理， 得到每个切片截面对应 的二维时均流场图像， 具体为： 将同一切片截面各二维流场图像对应位置的灰度信息直接乘以系数1/N再相加后添加 至空白图像模板， 即得到该切片截面对应的二维时均流场图像， 其中， N为一切片截面上所 获取二维流场图像的数量。 4.根据权利要求1或2所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 步骤2中， 所述对各二维时均流场图像进行 滤波处理， 具体为： 利用二维高斯 函数对各二维时均流场图像进行线性滤波。 5.根据权利要求1或2所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 步骤3中， 采用拉普拉斯算子对 各滤波后的二 维时均流场图像进 行边缘提取， 对于滤波后的 二维时均流场图像f(x,y)， 拉普拉斯 算子定义为： 式中， 表示拉普拉斯算子符号， f(x,y)表示滤波后的二维时均流场图像函数， 每一个 点的函数值表示每一个滤波后的灰度值； 采用八邻域 算子模板的离 散形式为： 式中， 为二维时均流场图像f(x,y)中像素点(xi,yi)八邻域的拉普拉斯模板 与图像函数的卷积结果； 将二维时均流场图像f(x,y)中各像素点的卷积结果减在对应的像素点上， 即实现了二 维时均流场图像的边 缘提取， 得到每 个切片截面对应的边 缘提取图像。 6.根据权利要求1或2所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 步骤4中， 采用贝 塞尔曲线对各切片截面的边 缘提取图像进行拟合， 其过程 为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526994 A 2对于任一边缘提取图像， 在 该边缘提取图像中取n+1个边缘控制点P0、 P1、···、 Pn， 贝 塞尔曲线上任意 一点可表示 为： 式中， P(t)表示贝塞尔曲线， t表示控制点信息， Pi表示第i个边缘控制点， 表示第i 个Bernestei n多项式， 代表贝塞尔曲线中的基函数， 为： 式中， 表示排列组合中的组合数公式； 根据所取边缘控制点的数量， 可对边缘提取图像的边缘进行分段拟合得到贝塞尔曲 线， 即边缘拟合曲线。 7.根据权利要求6所述的基于切片式光测图像的三维流场重构方法， 其特征在于， 可通 过改变步骤1中超声速流场中切片截面的密度调整步骤4中曲面点云数据密度， 即调整三 维 重构流场的精度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526994 A 3