Moderne Messmethoden der Bildverarbeitung haben eine große Bedeutung für viele experimentelle Untersuchungen. Die Anwendung realisiert 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 Konzentration, 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.
Drei-Kamera-Aufbau vor Messbereich des Windtunnels.1
Das Video oben zeigt die rekonstruierten Partikelbahnen bei einer Strömungsgeschwindigkeit bis zu 1 m/s.1