[發明專利]一種基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法

有效

• 申請號: 202010011304.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111241667B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 包為民;張佳;鄧偉鋒;劉彥明;歐陽文沖;何宏偉;王俊杰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H05H1/00
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 何畏

1.一種基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法，其特征在于，所述基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法同步采集得到連續時刻下的等離子體放電視頻信號及探針密度曲線；從等離子體圖像信息中通過算法提取等離子體邊界信息，并從快速探針中提取有等離子體密度的時間段，通過時間與加速度的運算得出射流的半徑；獲取圖像和快速探針識別等離子體射流的直徑信息；確定圖像和快速探針權重因子，以圖像為主，根據權重因子計算出第二條激光L2經過的光程；根據第二條激光的光程計算第一條激光的光程；

所述基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法包括以下步驟：

步驟一，獲取圖像和快速探針識別等離子體射流的直徑信息；

步驟二，確定圖像和快速探針權重因子a₁和a₂(0a₁1,0a₂1)，以圖像為主，探針數據為修正圖像的不足之處，權重因子a₁＞＞a₂，根據權重因子計算出第二條激光L2經過的光程為：s_-z2＝a₁×d_-z+a₂×d_-pro；

步驟三，根據第二條激光L₂的光程s_-z2計算第一條激光L₁的光程，兩條激光之間的距離為d_{_(L2-L1)}，根據勾股定理計算出第三條激光L₃的光程與第一條激光的L₁的光程呈軸對稱，L₁＝L₃。

2.如權利要求1所述的基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法，其特征在于，所述基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法由臨近空間高速目標等離子體電磁科學實驗研究裝置產生不同狀態下的等離子體射流和通過相機獲取等離子體圖像信號，結合等離子體的發光區域并設置相應的閾值，建立數學模型，得到等離子體射流的直徑值。

3.如權利要求2所述的基于圖像處理和探針數據處理識別等離子體位形方法，其特征在于，所述得到等離子體射流的直徑值具體包括：

步驟一，通過脈沖信號確定等離子體射流的放電狀態，并獲取不同狀態下射流的時間點；

步驟二，通過相機與脈沖信號的時間獲取某一狀態下等離子體射流的圖像；

步驟三，對某一狀態下等離子體射流的多組照片進行高斯濾波處理；

步驟四，根據等離子體圖像中各像素點取值確定等離子體發光區域，根據發光區域形貌和像素值獲取圖像的發光像素等高線，通過設置像素的閾值并確定等離子體區域；

步驟五，識別照片下的噴口位置(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，根據得到噴口在照片中的距離d₁，并根據比例公式：d₁/150＝d₃/450，d₃＝3d₁，確定出激光在照片中x軸的位置，因此，激光通過射流等離子體的x軸位置為x₃＝x₁+d₃和x₄＝x₂+d₃，再根據等高線的邊緣得到y軸上的位置y₃和y₄，確定激光穿過射流等離子體的位置(x₃,y₃)和(x₄,y₄)；

步驟六，根據得到圖片中的光程，根據比例公式d₂/s₁＝d₁/150，從而得出真實的光程：s₁＝d₂*150/d₁，并根據方法計算同一狀態下的多組照片真實光程：s₁,s₂,…,s_n，多組狀態下光程平均值為：并設置閾值σ₁，因為工作環境存在電磁干擾，因此照片中可能存在噪聲點，若是每一組光程與平均光程差值大于σ₁，則認為有噪聲干擾，去除本組數據，得到m組數據，光程平均值可以寫成：

步驟七，三組相機同時從不同的位置s1，s2，s3獲取多組實驗數據得到平均值s_avg1，s_avg2，s_avg3，得到三組直徑d_{_1},d_{_2},d_{_3}，從相機得出射流的平均直徑為