Page 160 - 《爆炸与冲击》2026年第6期
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第 46 卷          周志刚，等： 基于结构感知变分光流法的BOS冲击波超压非接触式测量                               第 6 期


                                        表 4    1.2 kg TNT 当量条件下本方法测量结果误差统计
                              Table 4    Relative errors of the proposed method for a 1.2 kg TNT equivalent charge

                  距离/m        压力传感器测量值/MPa           经验公式预测值/MPa          本文方法测量值/MPa          相对误差/%
                                                                                                8.68 (PSV)
                    3               0.119 0               0.089 5              0.108 7
                                                                                               21.45 (EFP)
                                                                                                2.76 (PSV)
                    4               0.063 7               0.052 1              0.061 8
                                                                                               18.62 (EFP)
                                                                                                4.32 (PSV)
                    5               0.041 4               0.035 5              0.039 6
                                                                                               11.55 (EFP)
                                                                                                0.93(PSV)
                    6               0.027 6               0.026 2              0.027 9
                                                                                                6.49 (EFP)
                                                                                                1.59 (PSV)
                    7               0.019 9               0.020 7              0.020 2
                                                                                                2.42 (EFP)

                5    总结与展望

                   面向爆炸力学外场试验中强光干扰、产物散射以及冲击波信号微弱且形态复杂等因素导致的 BOS
               图像波阵面难以自动精确提取问题，提出结构感知加权变分光流方法，实现冲击波高速瞬态位移场的鲁
               棒量化。该方法在数据保真项中融合一阶光度约束与二阶                            Hessian  矩阵不变性以强化对冲击波线状局
               部几何特征的响应，引入归一化互相关驱动的空间自适应加权机制以动态抑制严重畸变区域对估计结
               果的负面影响，并采用受           Perona-Malik  扩散启发的各向异性正则项以有效保持冲击波锋锐运动边界；同
               时将优化过程嵌入由粗至精的高斯金字塔框架以适应大位移场景。基于所获位移场，进一步构建物理
               模  型  驱  动  的  波  阵  面  拟  合  方  法  ， 通  过  最  大  内  点  集  优  化  与  冲  击  波  动  力  学  约  束  实  现  波  阵  面  的  精
               确提取，并结合几何标定与时间序列信息估计冲击波半径与传播速度，最终基于兰金-雨贡纽关系实现非
               接触式超压定量测量。TNT            爆炸试验结果验证了其在冲击波非侵入式超压测量中的有效性与准确性。
                   尽管本文方法取得了较好效果，在极端遮蔽与强干扰条件下仍存在进一步提升空间。后续研究可
               从两方面深化：其一，结合更强的火光抑制与信息补全策略，提升复杂场景下波阵面提取的稳定性与精
               度；其二，将二维       BOS  扩展至层析/多视角        BOS，实现冲击波三维形态与传播过程的定量重建，从而进一
               步增强超压反演的适用范围与可靠性。


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