[發(fā)明專利]一種基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010911213.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112102271B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊雙華;周辰琛;曹毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/30;G06T7/80
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)拍攝火焰：用監(jiān)視相機(jī)和測(cè)溫相機(jī)同時(shí)對(duì)火焰拍攝；

(2)獲取火焰溫度與兩基色強(qiáng)度比值的關(guān)系曲線：通過(guò)求解優(yōu)化將測(cè)溫相機(jī)的圖像與監(jiān)視相機(jī)的圖像通過(guò)空間幾何變換關(guān)系轉(zhuǎn)化到同一坐標(biāo)系下，得到火焰溫度與監(jiān)視相機(jī)圖像中R、G、B通道所記錄的強(qiáng)度比值之間的關(guān)系曲線，具體優(yōu)化問(wèn)題形式如下：

其中，為監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中坐標(biāo)為(x,y)位置處火焰的估計(jì)溫度；T(x,y)為監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中坐標(biāo)為(x,y)位置處火焰的真實(shí)溫度；S表示監(jiān)控相機(jī)拍攝的畫(huà)面區(qū)域；

監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中坐標(biāo)為(x,y)位置處的火焰的真實(shí)溫度T(x,y)為測(cè)溫相機(jī)拍攝畫(huà)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(guò)空間幾何變換得到，具體表示為(x′,y′)＝f(x,y)，f為(x,y)轉(zhuǎn)化為(x',y')的函數(shù)形式，f通過(guò)選擇空間幾何變換模型確定；

(3)溫度獲取：實(shí)時(shí)讀取監(jiān)視相機(jī)拍攝圖像，任意選取兩基色灰度值計(jì)算強(qiáng)度比值，根據(jù)步驟(2)獲得的溫度與兩基色強(qiáng)度之間的關(guān)系曲線，獲得火焰的溫度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中坐標(biāo)為(x,y)位置處火焰的估計(jì)溫度與兩基色強(qiáng)度比值的關(guān)系用如下公式表示：

其中，r為任意兩基色強(qiáng)度值的比例，k和b為溫度系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，根據(jù)r的范圍將r分成n段，分別對(duì)應(yīng)n個(gè)溫度段，其中第i個(gè)溫度段中估計(jì)溫度用如下公式表示：

其中，k_i和b_i為第i個(gè)溫度段的溫度系數(shù)；

則優(yōu)化問(wèn)題形式為：

其中，為監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中第i個(gè)溫度段內(nèi)坐標(biāo)為(x,y)位置處火焰的估計(jì)溫度；T(x,y)為監(jiān)視相機(jī)拍攝畫(huà)面中坐標(biāo)為(x,y)位置處火焰的真實(shí)溫度；S_i表示第i個(gè)溫度段對(duì)應(yīng)的像素所在的區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，當(dāng)監(jiān)視相機(jī)和測(cè)溫相機(jī)與目標(biāo)物體距離不相同時(shí)，所述空間幾何變換模型為投影變換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，當(dāng)兩相機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，當(dāng)兩相機(jī)拍攝畫(huà)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于普通數(shù)字相機(jī)的實(shí)時(shí)在線火焰溫度測(cè)量方法，其特征在于，所述監(jiān)視相機(jī)為普通數(shù)字相機(jī)，所述測(cè)溫相機(jī)為熱像儀或已標(biāo)定的數(shù)字相機(jī)。