平面叶栅流场试验研究是发动机叶型设计的重要依据,其流场激波纹影图像特征参数提取是试验的重要任务之一,国内一直采用经验判断和人工判读的方法解决。为了准确获得试验结果,提出了基于图像处理和图像测量的定量分析方法,设计并开发了纹影图像处理系统。 在综合分析平面叶栅流场中激波现象的成因和不同叶型在不同气动条件下激波的形态和分布的基础上,提出了平面叶栅纹影图像定量测量系统的总体设计方案。首先筛选出了适合于提高激波图像质量的预处理算法。采用边缘提耳义算法给出了流场中激波在叶栅中分布的清晰轮廓图;针对激波、叶栅图像分离,提出了阈值分割技术和形态学算法相结合的优化算法步骤,分别得到了叶栅和激波的二值化图像。提出了基于图像矩的空穴提取算法,获得了独立的激波和叶栅图像。其次,针对激波图像的特点,采用坐标投影法给出了图像测量的算法和步骤。根据试验现场需要,提出了人工选择测量目标特征点,完成现场激波位置、角度、长度等静态参数的半自动化定量测量,设计了交互式工作界面。 最后,开发了平面叶栅纹影图像处理软件和平面叶栅试验数据库。在SB302超、跨音速风洞试验中,调试并验证了所研制系统的工程实用性。