[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

本發明屬于圖像識別及信號分析技術領域，公開了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，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。本發明提高了等離子體邊界的精確度，為HCN診斷射流電子密度提供了一個可靠的光程，提高了電子密度的準確性。

技術領域

本發明屬于圖像識別及信號分析技術領域，尤其涉及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。

背景技術

目前，等離子體風洞能夠提供純凈的、長時間穩定運行的高焓等離子體射流，通過ICP射流風洞模擬“黑障”環境，能開展高超聲速飛行器等離子鞘層電磁特性研究。射流中的帶電粒子會對電磁信號吸收、反射和散射，因此如何準確診斷射流等離子體中的電子密度，了解等離子體射流內部特性，對分析“黑障”環境起著關鍵的作用。遠紅外激光干涉系統在測量等離子體電子密度時空分布有著出色的表現，目前遠紅外激光干涉儀主要應用在east裝置上診斷電子密度。

如上式，若想得到平均電子密度，需要知道探測光和參考光之間的相位差，光的波長以及光所經過的路程。因此，HCN干涉儀系統應用在診斷射流等離子體電子密度時，光程的大小會給HCN干涉儀系統帶來診斷誤差。目前east計算光程是通過計算磁力線獲得遠紅外干涉儀的光程，能為遠紅外激光干涉儀提供一個準確的光程，但是等離子體射流邊界不明顯，傳統確定邊界辦法是通過大量觀察射流的形態，或者直接按照噴口的直徑當作遠紅外激光干涉系統所通過的光程，這種邊界確定辦法會給光程帶來較大的誤差，原因是等離子體射流從噴管噴出時，等離子體會因為壓強差而擴張或者氣流的不穩，而影響等離子體射流的位形，從而按照傳統的邊界確定辦法會影響遠紅外激光干涉系統診斷等離子體射流的電子密度。這種邊界確定的辦法會帶來比較大的誤差，影響遠紅外激光診斷電子密度的精度。

綜上所述，現有技術存在的問題是：傳統確定邊界辦法是邊界確定的辦法帶來比較大的誤差，影響遠紅外激光診斷電子密度的精度。

解決上述技術問題的難度：

1、如何從一組不同狀態下的等離子體射流識別出某一狀態

2、產生等離子體射流的電源裝置通常會帶來電磁輻射，會對快速探針及圖像的傳輸線產生干擾。

3、快速探針處于等離子體時間只有0.53s，大部分時間處于沒有等離子體，如何準確找出快速探針的懸浮電位信息

解決上述技術問題的意義：為遠紅外激光干涉系統提供準確、可靠的光程，為遠紅外激光干涉系統診斷等離子體。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了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。

本發明是這樣實現的，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，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。

進一步，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；