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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：一种应用于旋转涡轮直叶片前缘的表面图像展平方法及其应用，包括：选取一待测涡轮直叶片，在其前缘面上设计出等间距分布的标记点结构，通过3D打印加工制作出该涡轮直叶片，用于后续开展的旋转实验；实验中将待测涡轮直叶片放入封闭的涡轮实验段中并保持匀速旋转，固定在涡轮实验段外的相机以某一固定频率透过涡轮实验段上的观测窗口对待测涡轮直叶片的前缘面进行拍摄并保存为灰度图像；基于标记点的图像展平法将涡轮直叶片前缘面灰度图像的待测区域进行展平。本发明解决了现有技术中获得旋转状态下的涡轮直叶片前缘表面展平图像的难题，具有结构简单，设计和加工方便，展开效果好的特点，可应用于各种涡轮直叶片前缘面的图像展开处理。

主权项：1.一种应用于旋转涡轮直叶片前缘的表面图像展平方法，其特征为：包括如下步骤：步骤1：选取一涡轮直叶片，在其前缘面上设计出等间距分布的标记点结构，通过3D打印方法将带有标记点结构的涡轮直叶片加工为实验涡轮直叶片，并用于后续开展的旋转实验；步骤2：实验过程中将实验涡轮直叶片放入封闭的涡轮实验段中并保持匀速旋转，固定在涡轮实验段外的相机以某一固定的频率透过涡轮实验段上的观测窗口对实验涡轮直叶片的前缘面进行拍摄并保存为灰度图像；步骤3：利用基于标记点的图像展平法将实验涡轮直叶片前缘面灰度图像的待测区域进行展平；步骤31：首先利用图像处理程序读取灰度图像，获得灰度图像对应的二维矩阵，矩阵A的维度M和N与灰度图像分辨率一致，矩阵A中的数ai,j与灰度图像对应像素点的灰度值一致，i和j称为矩阵A中元素的坐标；步骤32：标记点提前涂色，与周围表面区分显著，利用所述图像处理程序识别矩阵A中标记点的中心位置坐标P=x,y，识别基于OpenCV2的连通域分析函数connectedComponentsWithStats，该函数识别矩阵A中灰度值在[b，c]范围内的像素点连通的区域并获得该连通区域中心位置的坐标，即x,y，其中；步骤33：利用上下左右四个相邻标记点的中心坐标P1x1,y1~P4x4,y4相连形成一个不规则四边形区域，利用透视变换将该不规则四边形区域变换为特定尺寸的矩形，特定尺寸的矩形的顶点坐标根据实际几何结构指定，记为Q1x1,y1~Q4x4,y4，所述透视变换公式为，其中i和j分别为不规则四边形区域内对应像素的坐标，k一般取值为1辅助计算，uw和vw为透视变换后像素点相应的坐标，变换矩阵由已知的不规则四边形区域的顶点P1x1,y1~P4x4,y4和变换后矩形顶点Q1x1,y1~Q4x4,y4计算获得；获得变换矩阵H后将不规则矩形区域内其他像素点坐标进行变换；依据以上透视变换过程依次对其他标记点构成的不规则四边形区域进行变换，最后再将各个矩形区域按照相对位置关系拼接在一起即可得到标记点包围区域的展平结果，相应的，实验涡轮直叶片前缘面的灰度图像也就完成了展平。

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