[發(fā)明專利]一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011071674.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN114419416A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬越崗;李紅松;楊東;莫松;馬寅魏;趙博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京振興計(jì)量測(cè)試研究所
• 主分類號(hào): G06V20/00
• 分類號(hào): G06V20/00;G06V10/56;G06V10/82;G06N3/08;G06T7/73;G01K11/12
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀方法及裝置，使用彩色CCD相機(jī)采集彩色圖像；對(duì)相機(jī)標(biāo)定，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立CCD相機(jī)所采集的彩色圖像RGB值與標(biāo)準(zhǔn)顏色三刺激值之間的非線性映射關(guān)系，即顏色空間轉(zhuǎn)換；將經(jīng)過(guò)顏色空間轉(zhuǎn)換后得到的示溫漆顏色數(shù)據(jù)，結(jié)合其標(biāo)準(zhǔn)溫度數(shù)據(jù)，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立二者之間的非線性映射關(guān)系；將CCD相機(jī)采集的待測(cè)試示溫漆圖像，通過(guò)所述顏色空間轉(zhuǎn)換和顏色、溫度非線性映射關(guān)系，識(shí)別出其溫度。本發(fā)明使溫度識(shí)別更準(zhǔn)確，分辨率跟高，保證了環(huán)境適應(yīng)能力和準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及示溫漆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著測(cè)溫技術(shù)的發(fā)展，示溫漆測(cè)溫技術(shù)被研究出來(lái)。示溫漆是一種特殊配方的涂料，它能隨外界溫度的升高而改變自身顏色。顏色的變化與對(duì)應(yīng)溫度之間存在確定的色溫關(guān)系，利用這種顏色變化規(guī)律可以反推溫度場(chǎng)的大小與分布。目前該技術(shù)正廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件表面溫度的測(cè)量。示溫漆測(cè)試技術(shù)兼具了接觸式與非接觸式測(cè)溫方法的優(yōu)點(diǎn)。它可附著于測(cè)溫器件表面，卻無(wú)需引線，也無(wú)需測(cè)試窗口。因此可以在不破壞被測(cè)部件的前提下形成接觸，這是傳統(tǒng)的熱電偶測(cè)溫法所達(dá)不到的。此外，示溫漆涂層很薄，涂覆后不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與氣流。因此示溫漆測(cè)試有著非干涉、非侵入的優(yōu)點(diǎn)，可用于高速旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度測(cè)試環(huán)境相對(duì)惡劣，面臨著高溫、高壓以及高速旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，且內(nèi)部空間狹窄。示溫漆的特性，使其能夠應(yīng)用于極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)表面，得到精確直觀的溫度分布，解決了壁面測(cè)量中所遇到的諸多問(wèn)題。

多年來(lái)，示溫漆測(cè)試的溫度判讀一直由人工操作以及肉眼的視覺(jué)目測(cè)完成。人工判讀的方法非常容易受到光照條件、測(cè)試人員的視力狀況以及心理因素的影響。這些問(wèn)題給示溫漆測(cè)試的精確度、可重復(fù)性以及工作效率帶來(lái)了不利影響。此外，人工測(cè)試過(guò)程高度依賴于操作人員的熟練度與經(jīng)驗(yàn)，也不利于示溫漆測(cè)試技術(shù)的使用與推廣。由于人工判讀方法的種種缺陷，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)基于示溫漆溫度的自動(dòng)判讀方法進(jìn)行了許多嘗試，如中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所提出的示溫漆溫度判讀方法(見專利文獻(xiàn)：CN109087311A，示溫漆溫度判讀方法)和示溫漆區(qū)域溫度判讀方法(見專利文獻(xiàn)：CN108986175A，示溫漆區(qū)域溫度判讀方法)，以及北京動(dòng)力機(jī)械研究所提出的基于示溫漆測(cè)試技術(shù)的物體表面溫度場(chǎng)三維重構(gòu)方法(見專利文獻(xiàn)：CN108181022A，基于示溫漆測(cè)試技術(shù)的物體表面溫度場(chǎng)三維重構(gòu)方法)，以彩色相機(jī)拍攝示溫漆樣板圖像，提取示溫漆顏色特征，然后建立示溫漆溫度判讀模型，此法的精確程度和示溫漆的圖像處理有很大聯(lián)系。除此外，中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所也提出了一種示溫漆顏色自動(dòng)識(shí)別方法(見專利文獻(xiàn)：CN102313607A，一種示溫漆溫變顏色的自動(dòng)識(shí)別方法)，以示溫漆的顏色溫度曲線作為判讀模型，但在示溫漆圖像的顏色空間轉(zhuǎn)換過(guò)程，即相機(jī)標(biāo)定過(guò)程，采用的是固定的線性變換矩陣，只能適用于特定的環(huán)境下。這些方法或多或少的存在易受環(huán)境光以及圖像處理精確度影響的問(wèn)題，檢測(cè)較復(fù)雜，且溫度分辨率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種識(shí)別精度高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀方法，包括如下步驟：

步驟1、使用彩色CCD相機(jī)采集彩色圖像；

步驟2、對(duì)相機(jī)標(biāo)定，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立CCD相機(jī)所采集的彩色圖像RGB值與標(biāo)準(zhǔn)顏色三刺激值之間的非線性映射關(guān)系，即顏色空間轉(zhuǎn)換；

步驟3、將經(jīng)過(guò)步驟2顏色空間轉(zhuǎn)換后得到的示溫漆顏色數(shù)據(jù)，結(jié)合其標(biāo)準(zhǔn)溫度數(shù)據(jù)，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立二者之間的非線性映射關(guān)系；

步驟4、將CCD相機(jī)采集的待測(cè)試示溫漆圖像，通過(guò)所述步驟2顏色空間轉(zhuǎn)換和步驟3顏色、溫度非線性映射關(guān)系，識(shí)別出其溫度。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示溫漆溫度自動(dòng)判讀裝置，采取技術(shù)方案如下：