学生姓名：强荣杰

班级班级：车辆2020-04班

指导教师：卢耀辉

毕设题目：高速复杂流动结构的视频测量方法研究

一、概况

1.选题意义

飞行器的武器内埋技术在提升飞行性能、降低飞行阻力方面效果显著，但其形成的空腔结构会产生复杂流场，不仅影响飞行品质,严重时还将危及飞行安全，因此对空腔复杂流动进行显示或观测有着重要意义，有助于认识复杂流动现象,为研究流动控制方法、探索物理机制提供依据,也是解决先进飞行器设计工程实际问题的重要手段。传统测量方法如背景纹影（BOS）易受到光源强度等因素影响，难以提供定量结果。将视频测量与BOS技术结合，推导非平行光偏折角计算公式，引入亚像素圆心定位算法，能很大程度上提高测量精度，定量获取流场数据，直观的显示流场结构形态，有助于优化武器内埋设计，提高飞行器气动性能。

2. 任务分解

（1）查阅文献，了解武器内埋技术的高速复杂流动机理，掌握武器内埋技术、BOS技术和视频测量领域的研究成果和进展。

（2）完成外文文献翻译与文献综述。

（3）原理推导：结合视频测量方法，推导非平行光的偏折角计算公式，，建立高速流场的偏折位移和偏折角等效模型，建立偏折角-折射率-等效密度的关系公式。

（3）利用算法编程预处理图像数据，提高解算精度，减小噪声干扰和计算量。

（4）运用亚像素算法定位图像特征点，得到坐标数据。

（5）由原理公式与亚像素定位所得坐标数据求解偏折位移、偏折角与等效密度场，并进行数据可视化处理。

（6）用其他方法与本方法进行对比验证。

（7）撰写论文完成答辩。

  二、已完成工作

  1.完成了外文文献翻译，以及BOS技术和视频测量领域的文献综述的撰写。

  2.完成了视频测量与BOS结合的原理部分的推导与撰写。

    3.背景图片的预处理，包括分割、去噪、边缘检测、轮廓提取、编码等。

    4.亚像素级圆心定位算法的实现。

  5.求解出了偏折位移与偏折角的数据，并完成数据可视化处理。

   三、下一步工作计划

  1.用有限差分法对原理推导所得含源项泊松方程进行求解，得到等效密度场的分布。

  2.用CFD仿真流场，与视频测量方法所得结果进行对比，评价测量的准确性。

  3.撰写论文，准备答辩。

  问题一：该视频测量方法的主要提升在什么地方？

  回答：相比于BOS法，视频测量能提供精确的数值解，即最终能获得流场中各点的等效密度值。

  问题二：如何验证测量的准确性？

  回答：完成密度场求解后可利用CFD仿真手段验证对比该方法的测量精度和准确性。

通过这段时间的努力和探索，我对我的研究题目有了更深入的理解，并取得了一些初步的成果，以下是我的一些体会和总结：

首先，我意识到了研究过程中的不确定性和挑战。即使在做好充分准备的情况下，研究中仍然会遇到各种问题和困难，如在完成了原理推导的部分后，如何提升坐标检测的精度一直困扰着我，偏折位移是后续求解的关键数据，其精度直接决定了重构的等效密度场的准确性，在不断的试错和努力下，我将亚像素级的坐标算法引入到图像处理中，实现了检测精度的提升。

其次，我认识到了团队合作的重要性。在毕设的推进过程中，卢老师和师兄对我的指导和帮助对我解决问题、提升研究水平起到了关键作用，在这里我要衷心的感谢他们。

最后，我深刻体会到研究工作需要持续不断的努力和坚持，往往需要花费大量的时间和精力才能取得令人满意的结果。在接下来的日子里，我将保持专注的态度，交出一份圆满的答卷。