Reduktion räumlicher und zeitlicher Mehrdeutigkeiten bei der Lagrange'schen Strömungsanalyse unter Verwendung farbiger Tracer [article]

Christian Bendicks, Universitäts- Und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt, Martin-Luther Universität, Bernd Michaelis, Dominique Thévenin
2018
Zusammenfassung Moderne Messmethoden der Bildverarbeitung haben eine große Bedeutung für viele experimentelle Untersuchungen. Die vorliegende Dissertationsschrift beschreibt eine Erweiterung der Particle Tracking Velocimetry Methode (PTV), die Lagrange'sche Untersuchungen zur Geschwindigkeit in Luftströmungen erlaubt. Der auf dem Einsatz farbiger Tracer basierende Ansatz erleichtert die spatio-temporale Zuordnung von Partikelpositionen durch Reduktion von Mehrdeutigkeiten bei hoher
more » ... , welche besonders zur Vermessung kleinskaliger Strömungsstrukturen nötig ist (z.B. Wirbel mit einem Durchmesser von wenigen mm). Aufgrund der Forderung, der Luftströmung folgen zu können, werden Partikel zwischen 20 und 70 µm verwendet. Somit beträgt eine Partikelabbildung auf dem Bayer-Sensor der verwendeten Farbkameras nur wenige Pixel, was eine Rekonstruktion der Partikelfarbe über ein Bayer-Demosaicing beeinträchtigt. Es werden daher mehrere Klassifikatoren untersucht, die mit Hilfe geeigneter Merkmale direkt auf den Bayer-Rohdaten arbeiten. Die Klassifizierung der Partikel auf Grundlage ihrer Farbe wird als wesentlicher Bestandteil in einen klassischen 3D-PTV-Algorithmus integriert. Abstract Modern measuring methods of image processing are very important for many experimental studies. This thesis describes an extension of the particle tracking velocimetry method allowing Lagrangian studies of air flows. The approach based on the application of colored tracers simplifies the assignment of particle locations in space and time by reducing the number of ambiguities when applying a high number density of tracers which is needed to resolve small flow structures. Because of the requirement to be able to follow the air flow, particles between 20 and 70 µm are used. Thus, a particle projection on the Bayer sensor just takes a few pixels, which affects the reconstruction of the particle color by Bayer Demosaicing. Therefore, several classifiers are studied that work directly with the aid of suitable features on Bayer raw data. The classification of particles based on their color is integrated as an essential component in a classic 3D-PTV algorithm.
doi:10.25673/5394 fatcat:jtj46byavvdkfmdlrrqlml2myi