三维流场测量中的微风量多传感器数据融合

肖欣招，刘建旭，伍国靖，付东翔

(1.上海理工大学 信息化办公室,上海 200093;2.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)

三维空间的流场测量方法包括接触式和非接触式。接触式测量通过风速传感器如热线风速仪、多孔方向压力探针等常规传感器来测量空间内的各点风速，通过数据拟合得到整个空间的流场分布。非接触式测量包括基于光学方法的激光多普勒测速(Laser Doppler Velocimetry，LDV)法和粒子成像测速(Particle Image Velocimetry，PIV)法[1-3]，以及基于超声波的超声多普勒测速(Ultrasound Doppler Velocimetry，UDV)测量方法。LDV应用多普勒效应，利用激光的高相干性和高能量测量流体或固体的流速[4]。PIV是一种基于粒子示踪和粒子图像处理算法的流场测量技术[5-7]。UDV基于脉冲超声回波技术，通过检测流体中分散的微小示踪粒子相位变化来实现流体流场的测量[8]。上述非接触式测量方法通常只能应用于在局部小范围空间进行三维流场测量，例如发动机内部某个区域、局部管道或者阀门内部等[9]。因此，基于接触式测量的三维流场测量仍然是一种常用的测量方法。

本文针对三维流场测量中的多传感器数据融合进行研究。该测量对象为有人工作环境的封闭舱室，微风速流场分布测量可为其通风系统的风速、风向及风机功率等参数提供设计依据。较大室内空间尺寸(例如10 m×2 m×2 m)由于测量空间较大，故采用多只传感器组成的传感器阵列进行风速测量。在这种测量方式中，虽然每个传感器经过了标准数据的标定，但实际使用中仍然会出现无效数据。……