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发表于 3-9-2008 12:05:30
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汽车迎风面积测量方法的研究(一)
汽车迎风面积是指汽车在行驶方向的投影面积, 是求汽车空气阻力系数的必须参数。迎风面积测量方法有多种, 如理论迎风投影面积法、用汽车高度乘以宽度的近似法、机械手绘出车辆的轮廓、工程绘图合成等方法。这些测量方法较麻烦, 测量精度不高。随着计算机和数码照相技术的发展, 为汽车迎风面积的测量提供了新的可能性。本文旨在介绍和探讨一种利用数码照相机和计算机数据处理来测量汽车迎风面积的方法。
1 国内外迎风面积测量主要方法
根据有关文献, 国内外测量迎风面积的主要方法有:
(1) 理论迎风投影面积法用多束平行光源照射试验样车, 投影到准备好的投影板上, 记录其轮廓, 计算出面积。该方法对设备要求较高, 测量过程比较麻烦。
(2) 车辆的高度乘以宽度车辆的高度乘以车辆的宽度, 然后乘以一系数,可近似得到车辆的迎风面积, 如图1所示。该方法比较粗糙, 结果精度较低。
(3) 用机械手绘出车辆的轮廓用机械手绘出车辆的轮廓, 然后计算出汽车的迎风面积。该方法需要特殊的试验设备, 在实际工作中受到限制。
(4) 工程绘图合成该方法利用设计图纸计算汽车的迎风面积。该方法精度高, 但仅局限于已有设计图纸的车辆。
2 数码照相法测迎风面积方法
2.1 试验设备
基本的试验设备包括合适的试验场地、数码照相机和一块已知面积的标准板。基本设备如下所述:
(1) 试验场地。需要一个大的试验室或水平的场地, 以便能从合适的距离对试验车辆照相。试验车辆停放的地方应当水平并能确保车辆能调整和对齐。
最好是在室内进行测量, 这样能最大限度地减少因空气热梯度引起的在车辆和相机之间的图像变形。如不能在室内进行, 建议在清晨或阴天等热梯度较小的天气进行。
(2) 数码相机及附件。数码相机必须有高的质量能确保长距离拍摄足够清晰的照片, 至少需要一个三角架。
(3) 已知面积的标准板。
2.2 测量方法
(1) 车辆准备。将试验车辆平直地停放到水平路面上。
(2) 将已知面积的标准板平齐置于试验车辆旁,并确保与试验车辆的最大截面在同一平面上。
(3) 用数码相机将试验车辆和标准板同时拍摄,使试验样车和标准板得到合理的图像, 如图2所示。
(4) 从30 m开始, 按每隔10 m的距离进行一组拍摄, 每组拍摄10张照片。
2.3 汽车迎风面积的计算
2.3.1 图像处理对拍摄的试验车辆和标准板的照片进行图像处理的步骤如下;
(1) 利用图像处理软件Photoshop将拍摄下的数码照片中的试验车辆和标准面积样板分别抽出, 并对图片进行背景标记;
(2) 将取出的试验车辆和标准板图像转换成可读的位图文件, 以便程序能读入;
(3) 利用程序计算标准板图像的像素点数N1;
(4) 利用程序计算试验车辆图像的像素点数N2。
2.3.2 迎风面积的计算
根据图像处理的结果, 通过下面公式计算车辆的迎风面积。
式中, A 为试验车辆迎风面积; N1 为标准面积样板的像素点;N2 为试验车辆图像的像素点; S 为标准面积样板的面积。
编制计算机程序计算汽车迎风面积, 其程序如图3所示。
信息来源:汽车科技 |
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