SJ-10蒸發(fā)對(duì)流實(shí)驗(yàn)液滴圖像處理軟件的研究與實(shí)現(xiàn)
本文選題:邊緣檢測(cè) + 輪廓擬合 ; 參考:《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)》2017年碩士論文
【摘要】:本課題研究了實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星蒸發(fā)與流體界面效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中液滴圖像的處理方法,根據(jù)其液滴圖片特性,分析了液滴的高度、接觸面半徑、體積、表面積、表面張力和蒸發(fā)速率等物理參數(shù)的計(jì)算方法。該方法中主要包括圖片裁剪、邊緣檢測(cè)和輪廓擬合幾個(gè)主要部分。圖片裁剪去除了邊緣的顯著噪聲;邊緣檢測(cè)能夠精確地獲取壓縮后的邊緣信息;輪廓擬合包括拉普拉斯擬合、多項(xiàng)式擬合、橢圓擬合、指數(shù)擬合,主要用于邊緣輪廓曲線的獲取和接觸角的計(jì)算。在擬合方法中,引入了牛頓-拉夫遜迭代法、坐標(biāo)輪換法、最小二乘法等多種數(shù)值方法,解決了非對(duì)稱液滴無(wú)法擬合或擬合不準(zhǔn)確的問(wèn)題,為非對(duì)稱液滴接觸角的測(cè)量提供了一種新思路。根據(jù)設(shè)計(jì)的液滴圖像處理方法,作者開(kāi)發(fā)了蒸發(fā)液滴圖像處理軟件,該軟件能夠可視化、批量化進(jìn)行液滴圖像的處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該軟件能夠?qū)⒁旱蔚母叨、接觸面半徑、體積、表面積的測(cè)量誤差控制在5%以內(nèi),能夠準(zhǔn)確地計(jì)算液滴的接觸角和表面張力,能夠準(zhǔn)確地?cái)M合液滴圖像。目前,SJ-10蒸發(fā)對(duì)流實(shí)驗(yàn)液滴圖像處理軟件已經(jīng)成功應(yīng)用在蒸發(fā)與流體界面效應(yīng)空間實(shí)驗(yàn)的液滴圖像處理上,同時(shí)該軟件也應(yīng)用在了地面金屬液滴圖像的處理上。
[Abstract]:This subject has studied the processing method of the droplet image in the experiment of the ten satellite evaporation and fluid interface effect experiment. According to the characteristics of the droplet picture, the calculation method of the physical parameters, such as the height of the droplet, the radius of the contact surface, the volume, surface area, surface tension and the evaporation rate, is analyzed. The method mainly includes the cutting of the picture, the edge detection and the wheel. The edge detection can accurately obtain the edge information after the compression, and the contour fitting includes Laplasse fitting, polynomial fitting, ellipse fitting, exponential fitting, mainly used for the acquisition of edge contour curves and the calculation of contact angle. In fitting method, it is introduced. Newton Raphson iterative method, coordinate rotation method and least square method have been used to solve the problem that asymmetric droplets can not fit or fit inaccurately. It provides a new idea for the measurement of asymmetrical droplet contact angle. Based on the design of droplet image processing method, the author developed the software for the evaporation of droplet image processing. The experimental results show that the software can control the height of droplets, the radius of the contact surface, the volume, the surface area of the measurement error within 5%. It can accurately calculate the contact angle and surface tension of the droplets, and can accurately fit the droplet image. At present, the SJ-10 evaporation convection experiment liquid drop diagram Image processing software has been successfully applied to the liquid droplet image processing of the evaporation and fluid interface effect space experiment, and the software is also applied to the processing of the surface metal droplet images.
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TP317.4
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,本文編號(hào):1941043
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