일반기술

일치확률 방식의 2-프레임 입자추적속도계 속도장 측정방법

본 발명은 일치확률 방식의 2-프레임 입자추적속도계 기법으로 정량적인 속도장을 측정하는 방법에 관한 것이다. 종래의 입자추적속도계 알고리듬은 보통 연속된 3장 이상의 화상을 요구하며 각 입자의 가능한 변위벡터들 모두를 고려하여 변위의 크기나 각도가 최소분산을 갖는 궤적을 유효한 변위로서 간주하기 때문에, 측정되는 속도벡터의 수가 적고, 계산시간이 많이 걸리는 결점이 있었다. 이에, 본 발명은 2장의 입력영상으로부터 입자추적을 수행하는 일치확률방식의 알고리듬을 사용한다. 따라서, 많은 속도벡터를 취득할 수 있고 측정오차가 적으며 측정가능한 속도범위가 넓고 계산시간이 매우 짧다. 또한, 본 발명을 사용하기 위한 하드웨어의 가격이 저렴하고 유동입자의 정확한 속도추출이 가능하다. 특히 2장의 입력영상 만으로써 순간속도장을 구할 수 있기 때문에, 고속 비디오 카메라를 활용할 경우 수 백장, 수 천장의 연속적인 속도장 정보를 얻을 수 있어 종래에는 해석하기 어려웠던 복잡한 난류 유동해석에도 적합하다입자추적속도계 속도장 측정장치에 있어서: 연속적인 2장의 입자영상을 획득하는 제 1 단계; 상기 획득한 2장의 입자영상을 영상보강 및 저대역 필터링하여 노이즈를 제거하는 제 2 단계; 상기 노이즈가 제거된 입자 영상의 중심좌표를 추출하는 제 3 단계; 일치확률방식의 2-프레임 입자추적 알고리듬을 수행하여 입자영상으로부터 속도벡터를 산출하는 제 4 단계; 상기 산출된 속도벡터를 일정 간격의 사각격자상에 보간하는 제 5 단계; 유동영상을 처리하여 순간속도장을 구한 후, 이들을 앙상블 평균하여 각 격자점에서의 평균속도장을 계산하는 제 6 단계; 변동속도장과 난류강도 분포를 계산하는 제 7 단계를 포함하는 일치확률 방식의 2-프레임 입자추적속도계 속도장 측정방법.