CN114441090A - 一种快速响应压敏漆温度效应修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速响应压敏漆温度效应修正方法，属于航空航天空气动力学风洞试验及图像数据处理技术领域，包括：压敏漆校准，根据校准数据计算得到光强比、压力和温度三个变量关系的校准系数；试验准备；风洞试验，采集背景图像和无风图像，获取有风图像和脉动压力传感器数据；图像数据预处理；图像自动配准；图像数据和脉动压力数据对齐；根据脉动压力传感器压力测量值和光强比计算得到脉动压力传感器位置温度；根据脉动压力传感器位置及对应的温度，插值得到整个测量区域的温度分布；对温度效应的修正；压力数据分块存储。本发明适用于快速响应压敏漆试验，对试验数据进行温度效应修正，显著提高了快响压敏漆测压精度。

Description

一种快速响应压敏漆温度效应修正方法

技术领域

本发明属于航空航天空气动力学风洞试验及图像技术处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种快速响应压敏漆温度效应修正方法。

背景技术

军事方面，飞行武器在巡航时，天线等突起物局部、弹体肩部和弹仓等大梯度非光滑部件、机翼与副油箱间隙等部位极易产生较强脉动压力，在大迎角失速段，平滑的机体与机翼表面也会因非定常扰流产生不可忽视的高强脉动压力，诱导飞行器结构产生抖振响应，有可能导致飞行器结构疲劳甚至破坏，降低内置仪器仪表的可靠性和适用周期，影响飞行器结构使用寿命和飞行安全，因此测试不同飞行工况下飞行器表面脉动压力并进行频谱特性分析对于飞行器结构强度设计来说极为重要。民用方面，随着民机、列车、汽车等运输工具高速化、轻量化发展，运输设备与周围空气相互作用不断加剧，表面高强脉动压力是设备结构振动和气动噪声的主要来源。结构振动会对运载设备产生损害，影响运行和人员安全，气动噪声不仅会影响旅客的乘载舒适性，还会对周边环境产生噪声干扰，严重时会影响航班起降及列车、汽车运行速度。因此，测试运输工具表面脉动压力对于民用运输设备设计、优化也尤为重要。

研究飞行器和民用运输设备表面脉动压力和声学特性一般有两种手段，数值模拟和风洞试验。因为产生强脉动的流动一般为非定常复杂流动，往往涉及到多个流动结构和物理场的相互耦合，数值模拟计算量较大，精度难以保证，故一般采用风洞试验的方法测量飞行武器和民用装备表面脉动压力和噪声，进而对其流动结构和声学特性进行研究，并根据测试结果进行结构和布局的迭代优化。

常用的脉动压力和噪声测量风洞试验方法是在飞行器等模型表面安装脉动压力传感器，传感器感受物面气流的压力脉动并转化为电信号，电信号经过放大、滤波等处理后，由传感器校准关系换算为实际的物面脉动压力，并由脉动压力与声压的关系进一步换算为噪声。脉动压力传感器测量精度较高，但也存在诸多缺陷：一、因为传感器不可避免会突出或凹陷于模型表面均会对来流产生干扰，造成脉动压力与噪声测量的不准确；二、安装脉动压力传感器需要在安装位置和走线通道对模型进行开孔和开槽，加大了模型设计、加工难度，提高了模型设计和加工成本；三、脉动压力传感器只能进行模型表面若干点的测量，空间分辨率很低，无法完成全域面测量的要求，无法获取模型表面高分辨率声学特性和流场结构细节。

快速响应压敏漆（Fast Response Pressure Sensitive Paint，FPSP，简称快响压敏漆）测量技术是近十几年发展的新型脉动压力光学测量技术，基于高分子聚合物光致发光和氧猝灭原理，以特定波长的激发光照射布满含有探针分子压敏涂料的受测物面，由光强采集设备捕捉涂层表面灰度图像，经过图像处理和灰度与压力转换，获得受测物面脉动压力分布图谱的测量方法。该技术具有非接触、连续压力测量的优点，主要特点是采用多孔聚合物功能层，氧扩散时间短，因此响应时间短，可以达到微秒级，因此FPSP测量技术可实现模型表面大面积瞬态与非定常压力分布测量。采用多孔结构的FPSP，温度灵敏度一般能达到2~3%/℃，当测量区域温度不均匀或随时间变化时，压力结果会产生较大误差，这种由温度灵敏度引入的误差称为压敏漆温度效应。特别是在暂冲式高速风洞中，气流总温随风洞运行变化较大，同时受模型表面各类流动现象的影响，模型表面的FPSP测量区域温度会持续变化且不均匀，为提高FPSP压力测量精度及数据时频域分析的可靠性，需要对温度灵敏度引入的温度效应进行修正。

本发明采用基于脉动压力传感器数据的温度分布预估方法，根据温度分布计算快响压敏漆压力测量结果，可有效修正温度效应的影响。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种快速响应压敏漆温度效应修正方法，包括以下步骤：

步骤一、压敏漆校准，根据校准数据计算得到光强比、压力和温度三个变量关系的校准系数；

步骤二、试验准备；

步骤三、风洞试验，采集背景图像和无风图像，获取有风图像和脉动压力传感器数据；

步骤四、图像数据预处理，先对无风图像和有风图像进行扣背景图像滤波和填充，脉动压力传感器区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据填充得到；

步骤五、图像自动配准；

步骤六、图像数据和脉动压力数据对齐；

步骤七、计算光强比图像，根据脉动压力传感器压力测量值和光强比计算得到脉动压力传感器位置温度；

步骤八、根据脉动压力传感器位置及对应的温度，插值得到整个测量区域的温度分布；

步骤九、根据测量区域的光强比和预估的温度分布计算得到压力分布，实现对温度效应的修正；

步骤十、压力数据分块存储。

优选的是，其中，压敏漆校准的方法包括：将校准样片放置于校准腔，校准温度和压力范围覆盖风洞试验工况，校准点均匀分布于校准区间，完成校准数据采集，得到所有校准点的校准数据，根据数据拟合得到压力P、温度T和光强比r的关系，使用二阶多项式进行拟合：

其中，a _jk 和b _jk 分别表示二阶多项式拟合系数，光强比

，I _ref 为参考图像，一般取常温大气压条件下的光强，I为采集到的图像。

优选的是，其中，所述步骤二中，试验准备的方法包括：连接脉动压力传感器到动态数据采集设备，脉动压力传感器安装于模型表面，线缆从模型内部引出接入动态数据采集设备，安装相机及激发光源，安装时使用胶垫进行减震处理，在满足图像信噪比的前提下设置相机参数，包括镜头光圈、曝光时间和焦距，保证测量区域图像清晰；连接同步控制器输出到相机、激发光源及动态数据采集设备外触发端，设置采集时序；其中，相机为高速CMOS相机，激发光源为功率可调的LED光源，设置相机、激发光源、动态数据采集设备为外触发工作模式，设置同步控制器采集时序。

优选的是，其中，所述步骤三中，进行风洞试验前，在模型测量区域四周布置若干圆形参考点，试验前采集背景图像I _bkg 和无风图像I _windoff ，流场建立后，通过同步触发器发送同步信号到相机、激发光源和动态数据采集设备的外触发端口，实现相机、激发光源和动态数据采集设备的同步，试验完成后得到有风图像

和脉动压力传感器数据

，其中i表示图像序列数，i=1,2,…,N，m表示图像数据和脉动压力传感器数据对齐前脉动压力传感器的各个测量点，m=1,2,…,M；其中，背景图像为风洞无气流关闭激发光源采集到的图像，无风图像为风洞无气流开启激发光源采集到的图像，有风图像为风洞有气流开启激发光源采集到的图像。

优选的是，其中，所述步骤四中，脉动压力传感器所处位置无FPSP数据，该区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据插值填充得到，一般采用双线性插值或样条插值算法，分别对有风图像和无风图像进行插值，得到插值后的无风图像

和插值后的有风图像

。

优选的是，其中，所述步骤五中，图像自动配准，将插值后的无风图像

作为参考图像，人工辅助定位参考图像

和第一幅插值后的有风图像

的参考点并配对，然后通过质心定位或几何中心定位算法确定参考点精确位置，通过质心定位参考点精确位置的步骤包括：人工选择参考点中心位置，自动截取半径r′内的图像并二值化，然后参考点精确定位到二值图像的质心位置，r′根据参考点像素大小确定，参考点的灰度值与周围像素存在显著差异，且具有一定的几何特征；按顺序遍历

和

上所有参考点，重复上述步骤，完成定位及配对；后续的插值后的有风图像

，i=2,3,…,N的参考点采用邻域搜索的方式定位，以上一幅插值后的有风图像参考点位置为中心，搜索定位参考点在本幅图中的位置，搜索半径R根据图像震动及运动速度进行设定；根据参考点定位结果，确定仿射变换矩阵I _tran ，根据下式：

完成图像自动配准，得到配准后的配准有风图像

，i=1,2,…,N。

优选的是，其中，所述步骤六中，图像数据和脉动压力数据对齐的方法包括：根据相机采样率、曝光时间及测压数据采样率，根据时间积分原则，即相机曝光时间覆盖数据采集时间，将压力数据进行多点平均，实现图像数据与测压数据的对齐处理，得到与配准后的配准有风图像

对应的脉动压力传感器数据

，i=1,2,…,N；如果相机曝光时间无法覆盖整数个测压数据，则需将测压数据进行插值处理后再求平均；如果相机帧率大于脉动压力传感器采样率，则脉动压力传感器数据需要根据相机曝光时序进行插值，实现数据对齐的目的。

优选的是，其中，所述步骤七中，计算光强比图像的公式为：

根据下式：

得到脉动压力传感器位置温度

，其中，

为光强比图像，

为配准后的配准有风图像，I _{windoff_p} 为插值后的无风图像， b _jk 为二阶多项式拟合系数，(X _cap ,Y _cap )为脉动压力传感器位置，

为脉动压力传感器数据，i=1,2,…,N。

优选的是，其中，所述步骤八中，如下式所示：

根据脉动压力传感器位置(X _cap ,Y _cap )及脉动压力传感器位置温度

，插值得到整个测量区域的温度分布

，根据脉动压力传感器分布情况选择的插值法包括最小二乘法插值、双线性插值、样条插值；如果只有单个或少数脉动压力测量点，无法完成整个测量区域的温度分布估计，根据单点的温度变化，结合数值模拟的温度分布，估算温度分布随时间变化的情况。

优选的是，其中，所述步骤九中，压力分布数据计算的方法包括：将测量区域的光强比r _r 和预估的温度分布

带入下式，计算得到温度效应修正后的压力分布：

其中，a _jk 为二阶多项式拟合系数，

为测量区域所有点的预估温度分布，i=1,2,…,N；

该温度修正方法适用于双组分压敏漆，此时光强比的计算公式为：

其中I ₁和I _ref1为压敏组分的试验采集图像和参考图像，I ₂和I _ref2为参考组分的试验采集图像和参考图像；

所述步骤十中，进行压力数据分块存储时，根据图像尺寸对压力分布图像进行分割，存储到不同的分块数据文件中，并根据分割情况生成数据表头文件data.info；为便于数据定位，常用的分割原则是沿一个方向将图像分割为若干小块，每块数据占用空间应小于2GB，相当于将压力数据叠加为沿时间的三维数据，然后将数据切割为小块的三维数据。

本发明至少包括以下有益效果：

（1）本发明提供一种压敏漆温度效应修正方法，首先根据校准数据建立温度、压力与光强比三变量的关系式，然后通过脉动压力传感器测压数据和光强比数据计算出脉动压力传感器所处位置的温度，进一步插值得到测量区域的温度分布，最后利用温度分布计算出压力分布。该温度修正方法通过估计温度分布的方法，可大幅降低压敏漆温度效应的影响，提高压敏漆的测压精度。

（2）本发明提出了基于参考点自动定位的配准方法，提高了图像配准速度和精度，提出了一种数据分割存储的方法，便于数据管理、载入与处理。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1 为本发明快速响应压敏漆温度效应修正流程图；

图2 为各系统工作时序图；

图3 某点快响压敏漆数据温度效应修正前后数据对比。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示：本发明的一种快速响应压敏漆温度效应修正方法，包括以下步骤：

步骤一、压敏漆校准，根据校准数据计算得到光强比、压力和温度三个变量关系的校准系数；

步骤二、试验准备；

步骤三、风洞试验，采集背景图像和无风图像，获取有风图像和脉动压力传感器数据；

步骤四、图像数据预处理，先对无风图像和有风图像进行扣背景图像滤波和填充，脉动压力传感器区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据填充得到；

步骤五、图像自动配准；

步骤六、图像数据和脉动压力数据对齐；

步骤七、计算光强比图像，根据脉动压力传感器压力测量值和光强比计算得到脉动压力传感器位置温度；

步骤八、根据脉动压力传感器位置及对应的温度，插值得到整个测量区域的温度分布；

步骤九、根据测量区域的光强比和预估的温度分布计算得到压力分布，实现对温度效应的修正；

步骤十、压力数据分块存储。

在上述技术方案中，所述步骤一中，压敏漆校准的方法包括：将校准样片放置于校准腔，校准温度和压力范围覆盖风洞试验工况，校准点均匀分布于校准区间，完成校准数据采集，得到所有校准点的校准数据，根据数据拟合得到压力P、温度T和光强比r的关系，使用二阶多项式进行拟合：

其中，a _jk 和b _jk 分别表示二阶多项式拟合系数，光强比

，I _ref 为参考图像，一般取常温大气压条件下的光强，I为采集到的图像，使用光强比的目的是消除光强不均匀及探针分子浓度不均匀的影响。其中，温度和压力校准点间隔应尽可能小，高速风洞试验常设温度阶梯间隔为2K，压力阶梯间隔为0.1bar。

在上述技术方案中，所述步骤二中，试验准备的方法包括：连接脉动压力传感器到Dewesoft动态数据采集设备，脉动压力传感器安装于模型表面，安装时使用胶垫进行减震处理，线缆从模型内部引出接入动态数据采集设备，动态数据采集设备需具备高响应带宽和高采样率；安装Phantom高速相机及LED激发光源垂直于模型待测区域，安装时使用胶垫进行减震处理，在满足图像信噪比的前提下设置相机参数，包括镜头光圈、曝光时间和焦距，保证测量区域图像清晰，无风条件下光强一般为相机满量程输出的60％；连接同步控制器输出到相机、激发光源及动态数据采集设备外触发端，设置采集时序；其中，相机为高速CMOS相机，激发光源为功率可调的LED光源，设置相机、激发光源、动态数据采集设备为外触发工作模式，设置同步控制器采集时序，LED光源、相机和动态数据采集设备的工作时序图如图2所示。

在上述技术方案中，所述步骤三中，进行风洞试验前，在模型测量区域四周布置若干圆形参考点，试验前采集背景图像I _bkg 和无风图像I _windoff ，流场建立后，通过同步触发器发送同步信号到相机、激发光源和动态数据采集设备的外触发端口，实现相机、激发光源和动态数据采集设备的同步，试验完成后得到有风图像

和脉动压力传感器数据

，其中i表示图像序列数，i=1,2,…,N，m表示图像数据和脉动压力传感器数据对齐前脉动压力传感器的各个测量点，m=1,2,…,M。其中，背景图像为风洞无气流关闭激发光源采集到的图像，无风图像为风洞无气流开启激发光源采集到的图像，有风图像为风洞有气流开启激发光源采集到的图像。

在上述技术方案中，所述步骤四中，脉动压力传感器所处位置无FPSP数据，该区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据插值填充得到，一般采用双线性插值或样条插值算法，分别对有风图像和无风图像进行插值，得到插值后的无风图像

和插值后的有风图像

。

在上述技术方案中，所述步骤五中，图像自动配准，为确保参考点定位精度，将插值后的无风图像

作为参考图像，人工辅助定位参考图像

和第一幅插值后的有风图像

的参考点并配对，然后通过质心定位或几何中心定位算法确定参考点精确位置，通过质心定位参考点精确位置的步骤包括：人工选择参考点中心位置，自动截取半径r′内的图像并二值化，然后参考点精确定位到二值图像的质心位置，r′根据参考点像素大小确定，参考点的灰度值与周围像素存在显著差异，且具有一定的几何特征；按顺序遍历

和

上所有参考点，重复上述步骤，完成定位及配对；后续的插值后的有风图像

，i=2,3,…,N的参考点采用邻域搜索的方式定位，以上一幅插值后的有风图像参考点位置为中心，搜索定位参考点在本幅图中的位置，搜索半径R根据图像震动及运动速度进行设定；根据参考点定位结果，确定仿射变换矩阵I _tran ，根据下式：

完成图像自动配准，得到配准后的配准有风图像

，i=1,2,…,N。在模型固定且震动不大的情况下，可以固定参考点截取区域，该区域可在整个试验过程中一直覆盖参考点。

在上述技术方案中，所述步骤六中，图像数据和脉动压力数据对齐的方法包括：根据相机采样率、曝光时间及测压数据采样率，根据时间积分原则，即相机曝光时间覆盖数据采集时间，将压力数据进行多点平均，实现图像数据与测压数据的对齐处理；如果相机曝光时间无法覆盖整数个测压数据，则需将测压数据进行插值处理后再求平均；相机采样率为10kHz，曝光时间80微秒，脉动压力传感器采样率50kHz，将每5个传感器数据的前4个数据进行平均，平均后的数据采样率与相机采样率一致，达到两者数据时间轴对齐的目的，得到与配准后的配准有风图像

对应的脉动压力传感器数据

，i=1,2,…,N；如果相机帧率大于脉动压力传感器采样率，则脉动压力传感器数据需要根据相机曝光时序进行插值，实现数据对齐的目的。

在上述技术方案中，所述步骤七中，计算光强比图像的公式为：

根据下式：

得到脉动压力传感器位置温度

，其中，

为光强比图像，

为配准后的配准有风图像，I _{windoff_p} 为插值后的无风图像， b _jk 为二阶多项式拟合系数，(X _cap ,Y _cap )为脉动压力传感器位置，

为脉动压力传感器数据，i=1,2,…,N。

在上述技术方案中，所述步骤八中，如下式所示：

根据脉动压力传感器位置

及脉动压力传感器位置温度

，插值得到整个测量区域的温度分布

，根据脉动压力传感器分布情况选择的插值法包括最小二乘法插值、双线性插值、样条插值；如果只有单个或少数脉动压力测量点，无法完成整个测量区域的温度分布估计，根据单点的温度变化，结合数值模拟的温度分布，估算温度分布随时间变化的情况。

在上述技术方案中，所述步骤九中，压力分布数据计算的方法包括：将测量区域的光强比r _r 和预估的温度分布

带入下式，计算得到温度效应修正后的压力分布，温度修正前后的压力数据对比如图3所示，其中图3中横坐标表示压力测量点，纵坐标表示压力测量点对应的压力值；

其中，a _jk 为二阶多项式拟合系数，

为测量区域所有点的预估温度分布，i=1,2,…,N；

该温度修正方法适用于双组分压敏漆，此时光强比的计算公式为：

其中I ₁和I _ref1为压敏组分的试验采集图像和参考图像，I ₂和I _ref2为参考组分的试验采集图像和参考图像；

所述步骤十中，进行压力数据分块存储时，根据图像尺寸对压力分布图像进行分割，存储到不同的分块数据文件中，并根据分割情况生成数据表头文件data.info；为便于数据定位，常用的分割原则是沿一个方向将图像分割为若干小块，每块数据占用空间应小于2GB，相当于将压力数据叠加为沿时间的三维数据，然后将数据切割为小块的三维数据；分块存储可满足单个数据文件一次性读入的需求，便于数据管理、载入与分析处理，及后续脉动压力参数及功率谱密度计算。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、压敏漆校准，根据校准数据计算得到光强比、压力和温度三个变量关系的校准系数；

步骤二、试验准备；

步骤三、风洞试验，采集背景图像和无风图像，获取有风图像和脉动压力传感器数据；

步骤四、图像数据预处理，先对无风图像和有风图像进行扣背景图像滤波和填充，脉动压力传感器区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据填充得到；

步骤五、图像自动配准；

步骤六、图像数据和脉动压力数据对齐；

步骤七、计算光强比图像，根据脉动压力传感器压力测量值和光强比计算得到脉动压力传感器位置温度；

步骤八、根据脉动压力传感器位置及对应的温度，插值得到整个测量区域的温度分布；

步骤九、根据测量区域的光强比和预估的温度分布计算得到压力分布，实现对温度效应的修正；

步骤十、压力数据分块存储。

2.如权利要求1所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤一中，压敏漆校准的方法包括：将校准样片放置于校准腔，校准温度和压力范围覆盖风洞试验工况，校准点均匀分布于校准区间，完成校准数据采集，得到所有校准点的校准数据，根据数据拟合得到压力P、温度T和光强比r的关系，使用二阶多项式进行拟合：

其中，a _jk 和b _jk 分别表示二阶多项式拟合系数，光强比 r=I/I _ref ，I _ref 为参考图像，一般取常温大气压条件下的光强，I为采集到的图像。

3.如权利要求1所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤二中，试验准备的方法包括：连接脉动压力传感器到动态数据采集设备，脉动压力传感器安装于模型表面，线缆从模型内部引出接入动态数据采集设备，安装相机及激发光源，安装时使用胶垫进行减震处理，在满足图像信噪比的前提下设置相机参数，包括镜头光圈、曝光时间和焦距，保证测量区域图像清晰；连接同步控制器输出到相机、激发光源及动态数据采集设备外触发端，设置采集时序；其中，相机为CMOS相机，激发光源为功率可调的LED光源，设置相机、激发光源、动态数据采集设备为外触发工作模式，设置同步控制器采集时序。

4.如权利要求1所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤三的具体方法包括：进行风洞试验前，在模型测量区域四周布置若干圆形参考点，试验前采集背景图像I _bkg 和无风图像I _windoff ，流场建立后，通过同步触发器发送同步信号到相机、激发光源和动态数据采集设备的外触发端口，实现相机、激发光源和动态数据采集设备的同步，试验完成后得到有风图像

和脉动压力传感器数据

，其中i表示图像序列数，i=1,2,…,N，m表示图像数据和脉动压力传感器数据对齐前脉动压力传感器的各个测量点m=1,2,…,M；其中，背景图像为风洞无气流关闭激发光源采集到的图像，无风图像为风洞无气流开启激发光源采集到的图像，有风图像为风洞有气流开启激发光源采集到的图像。

5.如权利要求4所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤四中，脉动压力传感器所处位置无FPSP数据，该区域光强数据通过周围有涂料区域的光强数据插值填充得到，采用双线性插值或样条插值算法，分别对有风图像和无风图像进行插值，得到插值后的无风图像

和插值后的有风图像

。

6.如权利要求5所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤五中，图像自动配准，将插值后的无风图像

作为参考图像，人工辅助定位参考图像

和第一幅插值后的有风图像

的参考点并配对，然后通过质心定位或几何中心定位算法确定参考点精确位置，通过质心定位参考点精确位置的步骤包括：人工选择参考点中心位置，自动截取半径r′内的图像并二值化，然后参考点精确定位到二值图像的质心位置，r′根据参考点像素大小确定；按顺序遍历

和

上所有参考点，重复上述步骤，完成定位及配对；后续的插值后的有风图像

，i=2,3,…,N的参考点采用邻域搜索的方式定位，以上一幅插值后的有风图像参考点位置为中心，搜索定位参考点在本幅图中的位置，搜索半径R根据图像震动及运动速度进行设定；根据参考点定位结果，确定仿射变换矩阵I _tran ，根据下式：

完成图像自动配准，得到配准后的配准有风图像

，i=1,2,…,N。

7.如权利要求6所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤六中，图像数据和脉动压力数据对齐的方法包括：根据相机采样率、曝光时间及测压数据采样率，根据时间积分原则，即相机曝光时间覆盖数据采集时间，将压力数据进行多点平均，实现图像数据与测压数据的对齐处理，得到与配准后的配准有风图像

对应的脉动压力传感器数据

，i=1,2,…,N；如果相机曝光时间无法覆盖整数个测压数据，则需将测压数据进行插值处理后再求平均；如果相机帧率大于脉动压力传感器采样率，则脉动压力传感器数据需要根据相机曝光时序进行插值，实现数据对齐的目的。

8.如权利要求7所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤七中，计算光强比图像的公式为：

根据下式：

得到脉动压力传感器位置温度

，其中，

为光强比图像，

为配准后的配准有风图像，I _{windoff_p} 为插值后的无风图像， b _jk 为二阶多项式拟合系数，(X _cap ,Y _cap )为脉动压力传感器位置，

为脉动压力传感器数据，i=1,2,…,N。

9.如权利要求8所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤八中，如下式所示：

根据脉动压力传感器位置(X _cap ,Y _cap )及脉动压力传感器位置温度

，插值得到整个测量区域的温度分布

, i=1,2,…,N，根据脉动压力传感器分布情况选择的插值法包括最小二乘法插值、双线性插值、样条插值；如果只有单个或少数脉动压力测量点，无法完成整个测量区域的温度分布估计，根据单点的温度变化，结合数值模拟的温度分布，估算温度分布随时间变化的情况。

10.如权利要求9所述的快速响应压敏漆温度效应修正方法，其特征在于，所述步骤九中，压力分布数据计算的方法包括：将测量区域的光强比r _r 和预估的温度分布

带入下式，计算得到温度效应修正后的压力分布：

其中，a _jk 为二阶多项式拟合系数，

为测量区域所有点的预估温度分布，i=1,2,…,N；

该温度修正方法适用于双组分压敏漆，此时光强比的计算公式为：

其中I ₁和I _ref1为压敏组分的试验采集图像和参考图像，I ₂和I _ref2为参考组分的试验采集图像和参考图像；

所述步骤十中，进行压力数据分块存储时，根据图像尺寸对压力分布图像进行分割，存储到不同的分块数据文件中，并根据分割情况生成数据表头文件data.info；为便于数据定位，常用的分割原则是沿一个方向将图像分割为若干小块，每块数据占用空间应小于2GB，相当于将压力数据叠加为沿时间的三维数据，然后将数据切割为小块的三维数据。

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