沖擊實驗中復(fù)雜流場的準(zhǔn)靜止區(qū)檢測

徐悅 曾強 李然 陳泉 李一鳴 牟彤彤 楊暉

摘要：顆粒流場特征檢測通常采用粒子圖像測速（PIV）技術(shù)測得速度場，再對多幀連續(xù)圖像進行人工識別，檢測結(jié)果存在一定的主觀誤差。因此，提出了一種在單幀流場圖像中識別準(zhǔn)靜止區(qū)的DC-UNet++網(wǎng)絡(luò)。首先，通過電荷耦合器件（CCD）采集小球沖擊顆粒床形成的流場圖像，再用PIV 技術(shù)分析并制作數(shù)據(jù)集。然后，在多組數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練CNN 模型、UNet++模型和提出的DCUNet++模型，驗證分析其在單幀圖像上檢測準(zhǔn)靜止區(qū)的可行性與準(zhǔn)確性。最后，討論了該模型在非透明和透明兩類顆粒材料中的低速沖擊流場上的泛化能力。實驗結(jié)果表明：DC-UNet++網(wǎng)絡(luò)在非透明和透明顆粒材料上的準(zhǔn)確率分別達到87.76% 和72.91%。DC-UNet++網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了在單幀圖像上檢測目標(biāo)特征的任務(wù)，且對透明顆粒材料復(fù)雜流場下的特征仍具有較為準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。

關(guān)鍵詞：光學(xué)測量；PIV 速度場；圖像處理；擴張卷積；特征檢測

中圖分類號：TP 394.1; O 313.4 文獻標(biāo)志碼：A