基于圖像分析的非接觸測量方法在水工模型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)合海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際需要,經(jīng)過認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn),在本篇名為"基于圖像分析的非接觸測量方法在水工模型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究"的博士論文中,作者深入研究了利用圖像分析在水工模型實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對流速場、污染物擴(kuò)散、波面形態(tài)進(jìn)行非接觸測量的三種測試手段.作者認(rèn)真推導(dǎo)了一維和二維Hartley變換的互相關(guān)特性的詳細(xì)表達(dá)式,首次在PIV技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了基于Hartley變換的快速互相關(guān)分析算法;采用"窗移"算法和亞像素算法來提高PIV分析的精度

2、;分析了包括離散正交小波在內(nèi)的幾種圖像平滑算法的降噪效果,提出了對錯(cuò)誤矢量進(jìn)行修正的三種有效算法,并提供了流線、渦度等流場參數(shù)的計(jì)算方法.作者利用簡單的光學(xué)成像模型和圖像分析方法,通過對波浪實(shí)驗(yàn)水池中的污染擴(kuò)散圖像的分析,對近岸海域波浪場中污染物運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行了觀測,研究了緩坡海岸帶波浪場中污染物的運(yùn)動,分析了污染物在波浪破碎區(qū)和非破碎區(qū)運(yùn)動范圍的變化,討論了在i規(guī)則波和不規(guī)則波作用下波浪破碎區(qū)和非破碎區(qū)污染物運(yùn)動的宏觀變化趨勢.與國外研

3、究人員在水底布置亮度或顏色遞變的發(fā)光屏的測量方法不同,作者利用光學(xué)折射原理、圖像分析技術(shù)和Hilbert變換,通過計(jì)算水下黑白條紋圖像在波面調(diào)制下的變化實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)水槽中的波面形態(tài)的大范圍測量,采取的測量方法不但操作簡便、造價(jià)低廉,而且對光學(xué)系統(tǒng)中的噪音干擾和非線性因素不敏感,能夠達(dá)到較高的測量精度.作者經(jīng)過四年的時(shí)間完成了上述研究內(nèi)容,在此期間進(jìn)行了大量的水工模型測量實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證算法的可靠性.作者遵循面向?qū)ο蟮木幊谭绞讲⒁訴isual C