[發明專利]一種基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法

有效

• 申請號: 202010911213.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112102271B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 楊雙華;周辰琛;曹毅
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/30;G06T7/80
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)拍攝火焰：用監視相機和測溫相機同時對火焰拍攝；

(2)獲取火焰溫度與兩基色強度比值的關系曲線：通過求解優化將測溫相機的圖像與監視相機的圖像通過空間幾何變換關系轉化到同一坐標系下，得到火焰溫度與監視相機圖像中R、G、B通道所記錄的強度比值之間的關系曲線，具體優化問題形式如下：

其中，為監視相機拍攝畫面中坐標為(x,y)位置處火焰的估計溫度；T(x,y)為監視相機拍攝畫面中坐標為(x,y)位置處火焰的真實溫度；S表示監控相機拍攝的畫面區域；

監視相機拍攝畫面中坐標為(x,y)位置處的火焰的真實溫度T(x,y)為測溫相機拍攝畫面(x',y')位置處火焰的溫度，用如下公式表示：T(x,y)＝T′(x′,y′)；

其中，(x',y')由(x,y)通過空間幾何變換得到，具體表示為(x′,y′)＝f(x,y)，f為(x,y)轉化為(x',y')的函數形式，f通過選擇空間幾何變換模型確定；

(3)溫度獲取：實時讀取監視相機拍攝圖像，任意選取兩基色灰度值計算強度比值，根據步驟(2)獲得的溫度與兩基色強度之間的關系曲線，獲得火焰的溫度。

2.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，監視相機拍攝畫面中坐標為(x,y)位置處火焰的估計溫度與兩基色強度比值的關系用如下公式表示：

其中，r為任意兩基色強度值的比例，k和b為溫度系數。

3.根據權利要求2所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，根據r的范圍將r分成n段，分別對應n個溫度段，其中第i個溫度段中估計溫度用如下公式表示：

其中，k_i和b_i為第i個溫度段的溫度系數；

則優化問題形式為：

其中，為監視相機拍攝畫面中第i個溫度段內坐標為(x,y)位置處火焰的估計溫度；T(x,y)為監視相機拍攝畫面中坐標為(x,y)位置處火焰的真實溫度；S_i表示第i個溫度段對應的像素所在的區域。

4.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，所述空間幾何變換模型包括：剛體變換、仿射變換、投影變換或非線性變換。

5.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，當監視相機和測溫相機與目標物體距離不相同時，所述空間幾何變換模型為投影變換。

6.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，當兩相機位置相近，拍攝角度相近，所述空間幾何變換模型為仿射變換。

7.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，當兩相機拍攝畫面具有全局變形性，所述空間幾何變換模型為非線性變換。

8.根據權利要求1所述的基于普通數字相機的實時在線火焰溫度測量方法，其特征在于，所述監視相機為普通數字相機，所述測溫相機為熱像儀或已標定的數字相機。