本發(fā)明涉及流場測量，具體涉及一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、氣體流場測量是流體力學(xué)研究中的核心任務(wù)，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工程、能源和化工等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的粒子圖像測速(piv)具備較高的空間分辨率，對高速時變流場的測量需要用到高能脈沖激光照明粒子，由于脈沖激光的頻率限制，傳統(tǒng)piv測量在上述應(yīng)用中時間分辨率較低，難以捕捉高速流場的動態(tài)連續(xù)變化。
2、為此，發(fā)明專利(專利號：cn116433719a)采用事件相機拍攝運動粒子場，基于事件流數(shù)據(jù)的對比度重建粒子場的運動軌跡，但事件相機容易受背景光和傳感器噪聲影響，需要復(fù)雜的濾波和去噪處理，且對遮擋比較敏感。發(fā)明專利(專利號：cn117274321a)，將事件數(shù)據(jù)作為輸入，利用事件的高時間分辨率、低延遲、高動態(tài)范圍的優(yōu)勢提升光流估計性能，但事件相機的空間分辨率較低，對復(fù)雜流場環(huán)境的測量不夠精確。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于，提供一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)及方法，通過結(jié)合事件相機和工業(yè)相機的優(yōu)勢克服單一相機的局限，實現(xiàn)對流場的高時空分辨率觀測，解決在面對高速、瞬態(tài)和復(fù)雜流場時存在的局限性。
2、下面本發(fā)明的第一方面，提供了一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：透明箱體、氣體流場、片狀光源、事件相機和工業(yè)相機；
3、氣體流場設(shè)于透明箱體的內(nèi)部，用于攜帶示蹤顆粒流動；
4、片狀光源位于透明箱體的上側(cè)，用于以連續(xù)激光構(gòu)成的片狀光源照亮流場中示蹤顆粒；
5、事件相機和工業(yè)相機并排設(shè)置于透明箱體的前方，分別采集運動顆粒的事件數(shù)據(jù)和模糊圖像；其中，模糊圖像是高分辨率靜態(tài)圖像。
6、在其中一些實施例中，用液體流場代替氣體流場。液體流場包括水流場。
7、第二方面，本發(fā)明提供了一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，應(yīng)用于第一方面中的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，該方法包括：
8、開啟片狀光源，使片狀光束照亮氣體流場中的示蹤顆粒；
9、啟動氣體流場，使氣體流場攜帶示蹤顆粒流過透明箱體；
10、通過事件相機實時捕捉示蹤顆粒的運動變化，采集事件數(shù)據(jù)；
11、通過工業(yè)相機同步采集示蹤顆粒的模糊圖像；
12、基于事件數(shù)據(jù)和模糊圖像，利用圖像去模糊技術(shù)edi重建任意時刻的清晰運動圖像；
13、將清晰運動圖像與高分辨率靜態(tài)圖像進行時間同步和空間對齊，結(jié)合顆粒的運動軌跡和亮度變化，提取氣體流場中的流場信息。
14、在其中一些實施例中，基于事件數(shù)據(jù)和模糊圖像，利用圖像去模糊技術(shù)edi重建任意時刻的清晰運動圖像，包括：
15、將事件數(shù)據(jù)按時間順序累加生成事件流圖像，并對模糊圖像進行校準(zhǔn)；
16、將事件數(shù)據(jù)和模糊圖像輸入edi模型，利用edi模型對事件數(shù)據(jù)和模糊圖像進行二重積分重建連續(xù)清晰的運動圖像。
17、在其中一些實施例中，對模糊圖像進行校準(zhǔn)，包括：
18、空間校準(zhǔn)：調(diào)整圖像的幾何畸變、旋轉(zhuǎn)等，使得圖像中的像素坐標(biāo)與事件數(shù)據(jù)一致，從而確保兩者的空間位置能夠精確對應(yīng)；
19、時間校準(zhǔn)：使模糊圖像的采集時間與事件數(shù)據(jù)的時間戳匹配，保證數(shù)據(jù)融合時反映同一時刻的流場信息。
20、在其中一些實施例中，結(jié)合顆粒的運動軌跡和亮度變化，提取氣體流場中的流場信息，包括：
21、結(jié)合事件數(shù)據(jù)和經(jīng)事件數(shù)據(jù)去模糊化后的清晰運動圖像，綜合提取氣體流場中的流場信息：基于去模糊化后的清晰運動圖像，提取顆粒軌跡和瞬時速度；同時，利用去模糊過程中融合的事件數(shù)據(jù)和模糊圖像信息，獲取顆粒位置與位移特征等，從多個角度全面分析流場特性。
22、在其中一些實施例中，利用工業(yè)相機記錄流場的空間結(jié)構(gòu)，利用事件相機實時捕捉流場動態(tài)引起的亮度變化。
23、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：處理器和存儲器，存儲器存儲可在處理器上運行的程序或指令，程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第二方面中任意一項所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法的步驟。
24、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有程序或指令，程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)第二方面中任意一項所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法的步驟。
25、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得以下有益效果：
26、本發(fā)明的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)及方法，結(jié)合了事件相機的高速動態(tài)捕捉能力和工業(yè)相機的高空間分辨率，可以有效克服傳統(tǒng)流場測量技術(shù)中的時空分辨率瓶頸，同時在復(fù)雜流場和高速動態(tài)場景中有較好效果，具體如下；
27、(1)融合事件相機的高時間分辨率和工業(yè)相機的高空間分辨率，能夠精確捕捉高速流場的動態(tài)變化和細(xì)節(jié)，提供高時空分辨率的實時測量。
28、(2)通過圖像去模糊技術(shù)重建清晰圖像，避免了動態(tài)模糊和信息丟失，能夠在復(fù)雜流場和高速運動流場的測量中發(fā)揮較大優(yōu)勢。
1.一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：透明箱體、氣體流場、片狀光源、事件相機和工業(yè)相機；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，其特征在于，用液體流場代替氣體流場。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，其特征在于，液體流場包括水流場。
4.一種融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量系統(tǒng)，該方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，其特征在于，基于事件數(shù)據(jù)和模糊圖像，利用圖像去模糊技術(shù)edi重建任意時刻的清晰運動圖像，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，其特征在于，對模糊圖像進行校準(zhǔn)，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，其特征在于，結(jié)合顆粒的運動軌跡和亮度變化，提取氣體流場中的流場信息，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法，其特征在于，利用工業(yè)相機記錄流場的空間結(jié)構(gòu)，利用事件相機實時捕捉流場動態(tài)引起的亮度變化。
9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和存儲器，存儲器存儲可在處理器上運行的程序或指令，程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求4至8中任意一項所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法的步驟。
10.一種可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，其上存儲有程序或指令，程序或指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求4至8中任意一項所述的融合事件數(shù)據(jù)和模糊圖像的流場測量方法的步驟。