CN113421284A - 一种用于流场测试的piv测试系统精度判断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置。基于调试好的PIV测试系统，获取流场图像，通过对流场图像进行处理，判断该PIV系统的测试精度是否符合测试要求。如果系统精度判断为合格，说明整个PIV装置调试成功，各项参数指标均满足实验标准，可以开展实验。如果判断精度为不合格，则需要继续对PIV测试系统进行调试，直至满足测试要求。该方法只对流场图像进行处理，操作简单易行，特别适合实验人员在仪器调试过程中，判断系统是否已经符合实验要求，进而提高实验的准确性，避免错误或无效的实验。

Description

一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置

技术领域

本发明涉及设备调试技术领域，具体而言，涉及一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置。

背景技术

PIV(Particle Image Velocimetry，粒子图像测速)因为其瞬态、全场、无接触的特点，近年来已被广泛用于各式流场研究之中。例如，随着航天技术的不断发展，越来越多的国家进入太空领域并拥有自己的空间实验站。与地面相比，外太空的微重力环境有利于开展各种实验，但在外太空进行的实验，其仪器更精密、操作更严谨、流程更复杂且不允许长时间多次重复同一实验，因此，对实验者的专业程度要求更高。针对PIV这门技术，操作人员在每一次实验前都需要对仪器装置进行调试，如示踪粒子的直径、播撒密度、脉冲激光的能量、照射区域、高速相机的光圈、快门、分辨率和同步触发等。普通的实验人员(如在外太空开展实验的航天员)往往只知道如何使用仪器，缺乏相关实验经验与专业知识，因此难以准确判断实验装置是否完全调试成功，导致实验结果的可靠性较差，有可能会带来错误和无效的数据。

在PIV技术中，可以利用均匀散布在流场中的示踪粒子来表示实际流场，通过高速相机在极短的时间内拍摄两幅示踪粒子的运动图像，对图像进行处理后，利用互相关算法计算出粒子的实际位移，在两幅图像拍摄的时间间隔，即激光脉冲时间已知的情况下，即可求得流场速度。其中在激光的照射下，高速相机拍摄的粒子图像质量对实验结果起着决定性作用，反映了PIV系统的调试完善程度，因此需要对整套仪器设备进行精度判断，确保在最优的参数设置条件下得到高质量的粒子图像。

现有的精度判断方法主要使用匀速马达转动的圆盘来提供基准速度场，圆盘上各点的速度可由转速与转动半径计算得到。利用PIV技术拍摄圆盘上的粒子，例如可以为圆盘上的球形浅坑或者贴附在圆盘上磨砂纸的颗粒，得到各点的计算速度，然后再将计算速度与圆盘实际转速做比较，通过误差分析来判断实验装置的精度程度。然而，上述方法只是用来校验实验装置的精度，因此在检测完成后正式开展PIV测量之前还需要对装置进行拆装，不仅耗费大量时间，而且会破坏原有仪器布置，容易产生新的误差。因此，为了提高实验的准确性，亟需一种测试系统精度判断方法。

发明内容

本发明提供了一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置，以提高实验的准确性。具体的技术方案如下。

第一方面，本发明实施例提供一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法，所述方法包括：

获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对所述流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像；

在所述处理后图像中获取N幅子图像；所述子图像的大小为预设大小；各所述子图像均不包含重合区域；

针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；所述五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动；

针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据所述五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动；

针对每幅子图像，将所述五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值；

对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断所述总粒子识别率是否大于预设阈值；

当所述总粒子识别率不大于所述预设阈值时，根据所述速度矢量图对实验装置进行调试，并返回执行所述获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像的步骤。

可选的，所述在所述处理后图像中获取N幅子图像的步骤包括：

将所述处理后图像按预设裁剪规则裁剪为所述预设大小的多幅初始子图像；

在各所述子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

可选的，所述针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图的步骤包括：

针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；

对所述灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；

根据所述最高峰的位置计算所述示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；

根据所述相机的拍照间隔，对所述平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

可选的，所述针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像的步骤包括：

针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；

对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

可选的，所述预设大小包括32*32像素。

第二方面，本发明实施例提供一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断装置，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对所述流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像；

图像截取模块，用于在所述处理后图像中获取N幅子图像；所述子图像的大小为预设大小；各所述子图像均不包含重合区域；

图像处理模块，用于针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；所述五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动；

图像分析模块，用于针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据所述五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动；

结果对比模块，用于针对每幅子图像，将所述五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值；

识别率计算模块，用于对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断所述总粒子识别率是否大于预设阈值；

设备调试模块，用于当所述总粒子识别率不大于所述预设阈值时，根据所述速度矢量图对实验装置进行调试，并触发所述图像获取模块。

可选的，所述图像截取模块，包括：

图像裁剪子模块，用于将所述处理后图像按预设裁剪规则裁剪为所述预设大小的多幅初始子图像；

图像确定子模块，用于在各所述子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

可选的，所述图像分析模块，包括：

函数确定子模块，用于针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；

相关运算子模块，用于对所述灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；

位移计算子模块，用于根据所述最高峰的位置计算所述示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；

图像确定子模块，用于根据所述相机的拍照间隔，对所述平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

可选的，所述图像处理模块，包括：

第一图像处理子模块，用于针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；

第二图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；

第三图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；

第四图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；

第五图像处理子模块，用于对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

可选的，所述预设大小包括32*32像素。

由上述内容可知，本发明实施例提供的一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置，基于调试好的PIV测试系统，获取流场图像，通过对流场图像进行处理，判断该PIV系统的测试精度是否符合测试要求。如果系统精度判断为合格，说明整个PIV装置调试成功，各项参数指标均满足实验标准，可以开展实验。如果判断精度为不合格，则需要继续对PIV测试系统进行调试，直至满足测试要求。该方法只对流场图像进行处理，操作简单易行，特别适合实验人员在仪器调试过程中，判断系统是否已经符合实验要求，进而提高实验的准确性，避免错误或无效的实验。当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

本发明实施例的创新点包括：

1、基于调试好的PIV测试系统，获取流场图像，通过对流场图像进行处理，判断该PIV系统的测试精度是否符合测试要求。如果系统精度判断为合格，说明整个PIV装置调试成功，各项参数指标均满足实验标准，可以开展实验。如果判断精度为不合格，则需要继续对PIV测试系统进行调试，直至满足测试要求。该方法只对流场图像进行处理，操作简单易行，特别适合实验人员在仪器调试过程中，判断系统是否已经符合实验要求，进而提高实验的准确性，避免错误或无效的实验。

2、由于只对流场图像进行处理，因此可以做到在保持实验仪器调试状态下完成精度分析，如出现偏差可参照分析结果并在原有调试基础上进行参数修正，便于更快完成仪器标定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的用于流场测试的PIV测试系统精度判断装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

已知的精度判断方法主要使用匀速马达转动的圆盘来提供基准速度场，圆盘上各点的速度可由转速与转动半径计算得到。利用PIV技术拍摄圆盘上的粒子，例如可以为圆盘上的球形浅坑或者贴附在圆盘上磨砂纸的颗粒，得到各点的计算速度，然后再将计算速度与圆盘实际转速做比较，通过误差分析来判断实验装置的精度。

然而，上述用匀速转动的圆盘来提供基准速度场来检验速度，应用在太空中会带来以下问题：

1.采用匀速转动圆盘的速度场，圆盘内侧转动半径较小，粒子密度密集且圆周速度较小；圆盘外侧转动半径较大，粒子密度稀疏且圆周速度较大。这两种情况都不能完全满足PIV对示踪粒子的分布要求，并且圆盘内外区域的速度相差过大，难以保证测试精度。

2.在匀速转动的圆盘上，多由均匀分布在圆盘上的球形浅坑或贴在圆盘上的磨砂纸的颗粒作为示踪粒子，这会导致测试时粒子的跟随性、光反射性、相对尺寸等参数不符合测试要求，不利于相机成像。

3.现有技术不仅需要机械装置来调节、固定，还需要电机与电路系统来驱动圆盘，因此整个装置相对来说比较繁重，结构较为复杂，不利于在太空中进行布置；此外，各个系统部件都会产生误差，结构装置越多，最终系统误差就会越大，对实验结果产生严重影响。

4.现有技术只是用来校验实验装置的精度，因此在检测完成后正式开展PIV测量之前还需要对装置进行拆装，不仅耗费大量时间，而且会破坏原有仪器布置，容易产生新的误差。

本发明实施例公开了一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法及装置，能够提高实验的准确性。下面对本发明实施例进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法的一种流程示意图。该方法应用于电子设备。该方法具体包括以下步骤。

S110：获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像。

在本发明实施例中，可以首先完成PIV系统的初步调试，具体可以包括激光器、相机、同步器等的基本设置，如相机各设备的连接与启动、激光器光源强度与频率等；之后均匀播撒示踪粒子进入待测区域，待示踪粒子充分混合后，相机进入待机状态并设置好采集频率，同步完毕后，启动系统拍摄一张待测流场区域样片，作为流场图像。

其中，上述待测区域指的是本次实验中需要进行测量的流场区域。针对不同流场测速使用的示踪粒子也可以是不同的。例如，要测量雪天中的风场流速，可以以天空中飘扬的雪花作为示踪粒子，也就是说，采用本方案的精度判断方法相当于无需选取其他种类的示踪粒子，直接以雪花作为示踪粒子。

S120：在处理后图像中获取N幅子图像；子图像的大小为预设大小；各子图像均不包含重合区域。

在一种实现方式中，可以首先将处理后图像按预设裁剪规则裁剪为预设大小的多幅初始子图像，如可以将处理后图像整齐地裁剪为32*32像素的多幅初始子图像；进而在各子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

其中，上述预设阈值可以根据实际情况设定，例如可以为10、20等，本发明实施例对比不作具体限定。

S130：针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动。

在一种实现方式中，可以针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

S140：针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动。

例如，可以针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；对灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；根据最高峰的位置计算示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；根据相机的拍照间隔，对平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

具体的，可以利用PIV系统的分析软件，对每幅子图像对应的运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到粒子位移后进行速度运算，可得到5张速度矢量图。

将图像进行灰度处理后，示踪粒子与背景的灰度值不同，背景保持不变，对粒子给定位移即可得到运动后图像，将得到的运动后图像与原图像的灰度分布函数，进行互相关计算，可以得到粒子水平、竖直的位移上的一个最高峰，根据最高峰值的位置可以确定粒子平均位移。

S150：针对每幅子图像，将五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值，对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断总粒子识别率是否大于预设阈值；如果否，执行步骤S160，如果是，表明当前实验设备满足要求，系统精度判断流程结束。

将软件分析所得预测流场运动与图像处理时给定的基准流场运动，即平移或旋转进行对比，确定出粒子识别率最大值。并将N*5张子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均。若粒子的正确识别率，也即示踪粒子的重合率大于预设阈值，如为95％及以上，即可说明采集系统的精度足够高，整套仪器的调试也是合格的。

如果PIV实验的各个环节的参数设置达到最优，那么相机拍出来的图片质量就会符合实验预期。这样的话，对这张图片给予运动后进行分析得到流场速度应该与给定的运动速度相同。因此，通过对粒子重合率进行对比即可判断系统的精度是否满足要求。

S160：根据速度矢量图对实验装置进行调试，并返回执行步骤S110，以对调试后的装置再次进行精度判断。

若示踪粒子的识别率未达到标准，则根据所得流场图可以分析出仪器调试不完善之处，进一步调试实验装置，可以优化如示踪粒子直径、粒子播撒密度、激光能量、相机光圈、快门、与激光的同步时间等参数，并重复上述步骤直至精度检测合格。

完成系统精度检测后，即可等待开始测速实验。

由上述内容可知，本发明实施例提供的一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法，基于调试好的PIV测试系统，获取流场图像，通过对流场图像进行处理，判断该PIV系统的测试精度是否符合测试要求。如果系统精度判断为合格，说明整个PIV装置调试成功，各项参数指标均满足实验标准，可以开展实验。如果判断精度为不合格，则需要继续对PIV测试系统进行调试，直至满足测试要求。该方法只对流场图像进行处理，操作简单易行，特别适合实验人员在仪器调试过程中，判断系统是否已经符合实验要求，进而提高实验的准确性，避免错误或无效的实验。

图2为本发明实施例提供的一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断装置的结构示意图，所述装置包括：

图像获取模块210，用于获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对所述流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像；

图像截取模块220，用于在所述处理后图像中获取N幅子图像；所述子图像的大小为预设大小；各所述子图像均不包含重合区域；

图像处理模块230，用于针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；所述五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动；

图像分析模块240，用于针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据所述五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动；

结果对比模块250，用于针对每幅子图像，将所述五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值；对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断所述总粒子识别率是否大于预设阈值；

设备调试模块260，用于当所述总粒子识别率不大于所述预设阈值时，根据所述速度矢量图对实验装置进行调试，并触发所述图像获取模块210。

可选的，所述图像截取模块220，包括：

图像裁剪子模块，用于将所述处理后图像按预设裁剪规则裁剪为所述预设大小的多幅初始子图像；

图像确定子模块，用于在各所述子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

可选的，所述图像分析模块240，包括：

函数确定子模块，用于针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；

相关运算子模块，用于对所述灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；

位移计算子模块，用于根据所述最高峰的位置计算所述示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；

图像确定子模块，用于根据所述相机的拍照间隔，对所述平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

可选的，所述图像处理模块230，包括：

第一图像处理子模块，用于针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；

第二图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；

第三图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；

第四图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；

第五图像处理子模块，用于对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

可选的，所述预设大小包括32*32像素。

由上述内容可知，本发明实施例提供的一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断装置，基于调试好的PIV测试系统，获取流场图像，通过对流场图像进行处理，判断该PIV系统的测试精度是否符合测试要求。如果系统精度判断为合格，说明整个PIV装置调试成功，各项参数指标均满足实验标准，可以开展实验。如果判断精度为不合格，则需要继续对PIV测试系统进行调试，直至满足测试要求。该方法只对流场图像进行处理，操作简单易行，特别适合实验人员在仪器调试过程中，判断系统是否已经符合实验要求，进而提高实验的准确性，避免错误或无效的实验。

上述装置实施例与方法实施例相对应，与该方法实施例具有同样的技术效果，具体说明参见方法实施例。装置实施例是基于方法实施例得到的，具体的说明可以参见方法实施例部分，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断方法，其特征在于，所述方法包括：

获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对所述流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像；

在所述处理后图像中获取N幅子图像；所述子图像的大小为预设大小；各所述子图像均不包含重合区域；

针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；所述五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动；

针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据所述五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动；

针对每幅子图像，将所述五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值；

对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断所述总粒子识别率是否大于预设阈值；

当所述总粒子识别率不大于所述预设阈值时，根据所述速度矢量图对实验装置进行调试，并返回执行所述获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述处理后图像中获取N幅子图像的步骤包括：

将所述处理后图像按预设裁剪规则裁剪为所述预设大小的多幅初始子图像；

在各所述子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图的步骤包括：

针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；

对所述灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；

根据所述最高峰的位置计算所述示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；

根据所述相机的拍照间隔，对所述平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像的步骤包括：

针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；

对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；

对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设大小包括32*32像素。

6.一种用于流场测试的PIV测试系统精度判断装置，其特征在于，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的包含示踪粒子的流场图像；并对所述流场图像进行灰度化处理，得到处理后图像；

图像截取模块，用于在所述处理后图像中获取N幅子图像；所述子图像的大小为预设大小；各所述子图像均不包含重合区域；

图像处理模块，用于针对每幅子图像，分别对该子图像给与五种基准流场运动，得到五幅运动后图像；所述五种基准流场运动包括：水平平移运动、第一角度斜直线平移运动、第二角度斜直线平移运动、竖直平移运动、以及轴心为该子图像中心的旋转运动；

图像分析模块，用于针对每幅子图像，分别对该子图像对应的各运动后图像与该子图像进行互相关分析，得到五幅速度矢量图；并分别根据所述五幅速度矢量图得到对应的五个预测流场运动；

结果对比模块，用于针对每幅子图像，将所述五个预测流场运动分别与对应的五种基准流场运动进行对比，从对比结果中选取粒子识别率最大值；

识别率计算模块，用于对所有的子图像对应的粒子识别率最大值进行加权平均，得到总粒子识别率，并判断所述总粒子识别率是否大于预设阈值；

设备调试模块，用于当所述总粒子识别率不大于所述预设阈值时，根据所述速度矢量图对实验装置进行调试，并触发所述图像获取模块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像截取模块，包括：

图像裁剪子模块，用于将所述处理后图像按预设裁剪规则裁剪为所述预设大小的多幅初始子图像；

图像确定子模块，用于在各所述子图像中选取所包含粒子数大于预设阈值的初始子图像，确定为N幅子图像。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像分析模块，包括：

函数确定子模块，用于针对每幅子图像，确定该子图像对应的任一运动后图像与该子图像的灰度分布函数；

相关运算子模块，用于对所述灰度分布函数进行互相关运算，分别得到示踪粒子水平和竖直位移的最高峰；

位移计算子模块，用于根据所述最高峰的位置计算所述示踪粒子在水平和竖直方向的平均位移；

图像确定子模块，用于根据所述相机的拍照间隔，对所述平均位移进行速度计算，得到该运动后图像对应得到速度矢量图。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述图像处理模块，包括：

第一图像处理子模块，用于针对每幅子图像，对该子图像给与位移距离为8个像素单位的水平平移运动，得到第一运动后图像；

第二图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的45度斜直线平移运动，得到第二运动后图像；

第三图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的竖直平移运动，得到第三运动后图像；

第四图像处理子模块，用于对该子图像给与位移距离为8个像素单位的135度斜直线平移运动，得到第四运动后图像；

第五图像处理子模块，用于对该子图像给与旋转角度为5度的旋转运动，得到第五运动后图像。

10.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，所述预设大小包括32*32像素。

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