【摘要】：壓敏漆技術(shù)是一種具有經(jīng)濟性高、反應(yīng)速度快等優(yōu)點的風(fēng)洞測壓前沿技術(shù)。其相比于傳統(tǒng)的打孔測壓技術(shù)而言,有效地降低了模型設(shè)計與制造的成本,提高了生產(chǎn)效率。其原理是壓敏漆會根據(jù)壓強不同,進行動態(tài)氧化猝滅反應(yīng),發(fā)出不同強度的光線,利用壓強-光強轉(zhuǎn)換公式,得到壓強。但在實際試驗中,由于強風(fēng)影響,模型常發(fā)生形變和位移,特別是非線性彈性形變,所采集到的圖像模型也易產(chǎn)生畸變。將畸變的有風(fēng)圖像和無風(fēng)圖像進行壓強計算,會嚴重影響精度,所以需要對圖像進行配準處理。同樣地,由于強風(fēng)等因素,模型表面漆面常會出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,使所得圖像具有孔洞,同樣這將影響最終的測壓試驗,所以需要對壓敏漆圖像孔洞進行修復(fù)處理。針對上述問題,本文主要的工作和貢獻如下:(1)本文將非剛性點云配準技術(shù)運用到壓敏漆圖像配準領(lǐng)域。采用非剛性配準算法,更符合模型具有非線性彈性形變的情況,而采用點云方式使得圖像細節(jié)區(qū)域更有效配準,同時也有利于后續(xù)的三維重建工作。(2)本文結(jié)合壓敏漆圖像特點提出了配準精度更高的算法。算法從粗略配準到精細配準過渡。粗配準考慮了像素灰度因素,找到了更有利的初始位置。精配準部分由于二維非剛性ICP算法僅考慮二維坐標位置關(guān)系,忽略壓敏漆圖像像素灰度具有的相關(guān)性,使得配準精度不高。但直接利用三維非剛性ICP算法又會發(fā)生誤配準。所以為了進一步提高配準精度,本文提出了一種基于像素關(guān)聯(lián)搜索策略的非剛性ICP算法。算法設(shè)計了綜合考慮2D坐標與像素灰度值的雙目標搜索策略,實現(xiàn)了精確的局部匹配點搜索與雙目標優(yōu)化。最后在多組壓敏漆圖像上將本文算法與五種配準算法進行了對比實驗分析。實驗結(jié)果表明,本文所提出的算法具有最好的配準精度。相比次優(yōu)算法,RMSE提升超過15%,NMI提升在5%左右。(3)本文將深度學(xué)習(xí)算法運用到壓敏漆圖像修復(fù)領(lǐng)域。通過參考相關(guān)文獻,并結(jié)合壓敏漆圖像特定,提出了基于深度學(xué)習(xí)的壓敏漆圖像修復(fù)算法。由于壓敏漆圖像具有特殊的紋理,同時其修復(fù)需要滿足工業(yè)精度與自動化的要求。但人工提取圖像特征的方式難以實現(xiàn)。所以本文選擇基于紋理信息的深度學(xué)習(xí)圖像修復(fù)算法對壓敏漆圖像進行修復(fù)。同時為適應(yīng)后續(xù)試驗環(huán)境的變化,本文對網(wǎng)絡(luò)的泛化能力進行了增強。最后在多組數(shù)據(jù)上使用客觀評價指標對本文算法和幾種經(jīng)典的圖像修復(fù)算法進行了對比,本文算法均優(yōu)于其他算法,實現(xiàn)了壓敏漆圖像的修復(fù)工作,為測壓工作打下了基礎(chǔ)。
【圖文】：

關(guān)鍵是必須保證兩幅圖像像素點的一一對應(yīng)，一旦出現(xiàn)偏差，，非對應(yīng)點進行相除時會嚴重影響算法的精度，如圖1.2 所示。但是實際試驗中，由于存在空氣動力載荷問題，會使得試驗?zāi)Ｐ彤a(chǎn)生形變和位移，特別是強風(fēng)速條件下，試驗?zāi)Ｐ透装l(fā)生彈性形變。如大展弦比飛機機翼或直升飛機螺旋槳機翼[2]，如圖 1.3 所示，都呈現(xiàn)出幾何非線性彈性形變。所以對于在有風(fēng)情況下采集的畸變圖像和無風(fēng)情況下采集的參考圖像需要進行精確的配準。圖 1.2 有風(fēng)圖與無風(fēng)圖錯位示例圖Fig 1.2 example diagram of wind and windless maps圖 1.3 幾何非線性彈性形變圖[2]Fig 1.3 Geometric nonlinear elastic deformation map[2]同時由于上述原因，模型表面特別是模型零件處的壓敏漆也易發(fā)生脫落現(xiàn)象，會產(chǎn)生大小不一的孔洞；即使在后續(xù)試驗中提高了壓敏漆噴涂工藝，但也存在需要貼上少量人工標志點等措施，同樣會產(chǎn)生一定的孔洞現(xiàn)象，所以需要對所得圖像進行修復(fù)工作。圖像配準(Image registration)就是將不同時段、不同傳感器或不同條件下（天

Schematic diagram of the PSP measurement sysr 公式計算模型表面壓強，關(guān)鍵是必須保偏差，非對應(yīng)點進行相除時會嚴重影響驗中，由于存在空氣動力載荷問題，會風(fēng)速條件下，試驗?zāi)Ｐ透装l(fā)生彈性形旋槳機翼[2]，如圖 1.3 所示，都呈現(xiàn)出幾何下采集的畸變圖像和無風(fēng)情況下采集的參圖 1.2 有風(fēng)圖與無風(fēng)圖錯位示例圖ig 1.2 example diagram of wind and windless m
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V211.74;TP391.41

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本文編號：2589567