一、基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展（论文文献综述）
张伟[1]（2021）在《圆管内壁覆膜动力学特性实验研究》文中认为近年来,在各种工程和生物应用的推动下,垂直圆管内外壁的粘性流体覆膜成为了研究热点,尤其在管壁保护层的涂覆,光纤、导线电缆表面的覆膜等方面受到了广泛的应用。目前已有的对流体薄膜厚度的测量方法多数为接触式测量,然而接触式测量结果的可靠性和测量精度等级不高。本文为了深入研究圆管内壁覆膜动力学特性,设计了一套非接触式测量圆管内壁覆膜的实验装置,以及开发了一款数字化提取覆膜过程与瞬时流态的图像处理GUI界面软件。利用CCD图像快速采集记录的功能获得垂直圆管内壁流体薄膜图像,对原始图像进行灰度转换、导向滤波、二值化、Canny边缘检测等处理,总结归纳并计算数据得到实验所需的各类特征图像。本文的实验研究具体结果如下:1.本文以粘度分别为:μ=3000m Pa·s、μ=5000m Pa·s以及μ=10000m Pa·s的二甲基硅油牛顿流体为流体介质,分别在8种不同流量下的实验研究表明:当同一粘度下的硅油,随着流量的增加,流体薄膜的平均厚度在不断增大,直到流体浸满整个圆管进液口,在圆管内壁形成流体液塞;而当同一流体流量下的硅油,随着硅油粘度系数的增加,流体薄膜的厚度也在不断增大。并对μ=5000m Pa·s的硅油在流量为11ml/min下的流体薄膜做了时空演化特征图,总结得出结论:当硅油的流体流量稳定时,随着时间的推移,流体薄膜受表面张力的影响,自由表面的小扰动会不断增加,如果薄膜足够厚,不稳定性就会无限制地增长,流体薄膜厚度的变化幅度逐渐变大直到它们被挤压掉形成一个流体液塞。2.本文通过对两种非牛顿聚丙烯酰胺溶液流量分别在（?）=15ml/min、（?）=20ml/min、（?）=25ml/min以及（?）=30ml/min的探索性实验研究分析中可知:同一配制的非牛顿流体溶液,随着流量的不断增加,流体薄膜不断地趋向于层流式的稳定状态,表面波之间的间隔变化不断地趋向于更加稳定,当流体流量继续不断增加时,流体覆膜流动形式就会向不稳定的湍流式发展,但是流体薄膜始终呈小角度螺旋式下落,一直保持非对称的流动状态。本文设计的非接触式测量圆管内壁覆膜的实验装置,以及开发的提取覆膜边界轮廓的GUI界面软件和图像处理技术,对圆管内壁覆膜动力学特性的进一步研究具有一定的指导意义和参考价值。
刘轩达[2]（2021）在《基于元素自激辐射能量谱的温度场探测重构与实验技术研究》文中进行了进一步梳理针对军事和工业领域中对极端环境下温度场探测、重构与可视化的研究需求,本文提出了一种基于元素自激辐射能量谱机理的温度场建模、探测与重构方法,分别使用元素掺杂法与细丝发射谱法对高温火焰表面与内部截面的二维能量光谱特性与温度分布情况进行了深入探究。以高精度s CMOS科学相机作为温度信息探测装置,以普通工业相机作为空间形貌信息探测装置,构建高温场环形阵列化投影探测系统,评估探测阵列的最优布点模式并设计多探测模块的时钟同步。以高温火焰为探测对象,为获取对象尺度信息,依据成像结果对其空间表面进行三维重建,体积重建相对误差优于8%。使用激光诱导击穿光谱技术（laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS）对几类产生高温的源物质含能材料的燃烧残留物进行光谱分析,筛选内禀特征元素、提取其特征能量光谱与波长,结合探测模块标定原理,以此建立温度场正向内禀热-光-电耦合辐射传输模型,并设计投影探测系统中的滤光模块。结果表明铝（Al）、钙（Ca）、镁（Mg）、钠（Na）、钾（K）等元素广泛存在于含能材料与生物质燃料中,其在特定波长附近（Al 395nm,Ca422.67nm,Mg 518nm,Na 589nm,K 768nm）具有较强光谱激发特性,最终挑选K元素为外部掺杂元素,验证了基于特征掺杂元素能量谱激发的窄波段温度场测量方法的可行性。以氧-乙醇预混火焰为待测对象,依据元素能量光谱激发模型设计材料光谱发射率标定实验,给出基于元素掺杂法的温度、光谱发射率分布测量与验证实验方案,测温相对误差小于5%。依据石墨纤维细丝特定光谱发射特性设计基于细丝发射谱法的截面温度测量实验,测温相对误差优于6%。以多管路喷射氧-乙炔高温火球为对象进行实测实验,结果表明基于元素自激辐射能量谱的温度场探测重构方法可有效实现高温场测量。
王天宇[3]（2021）在《基于数字成像和图像处理的转速和振动测量研究》文中研究指明旋转机械在能源、化工、电力、冶金等行业占有举足轻重的地位。旋转机械的转速和振动参数是其重要的运行参数,其测量有助于及时、准确地掌握旋转机械的健康状况,为工业系统故障预警、避免无计划的停工停产提供科学的数据。然而现有的检测仪表在性能、价格和适用范围等方面均存在一定的局限性,特别是在复杂、恶劣的工业环境下。比如对于尺寸较小的微机电系统,常规的接触式测量装置会引入额外质量,影响其动态特性。在一些不易于粘贴标记的对象,比如大型风机的叶片等部件,常规传感器的安装与维护成本较高。为了更好地保障机械设备运行的安全性和高效性,有必要继续探究新的测量技术,准确可靠地测量转速和振动,来实现更为完善的设备工作状态监测,推动该领域的研究发展。随着图像传感器制造工艺和图像处理技术的发展,视觉测量方法在机械状态监测领域得到了一定的应用。但目前的视觉测量系统主要是基于昂贵的高速相机,不利于工业上的普遍应用。另外,由于运动模糊等现象的影响,测量精度有待提升。本文通过研究旋转机械转子部件在设备运行过程中的运动特性和图像传感器的感应机理,开发基于低成本图像传感器和图像处理技术的转速和振动测量系统,其具有较高的测量精度和可靠性。相比于高速相机成像的测量系统,该方法可大大降低测量成本。主要的研究成果如下:（1）提出一种基于图像序列相似度的转速测量方法。该方法采用低成本图像传感器采集图像序列,通过提出的三种图像相似度指标,将图像序列转换为一维的相似度信号。根据图像相似度信号的时域、频域特性,提出短时Chirp-Z变换和基于抛物线插值的短时自相关方法,用于图像相似度信号的瞬时旋转频率估计,提取转速信息。对恒定转速的测量结果的最大相对误差不超过±0.7%,归一化标准差不超过1%（转速测量范围为0rpm-3000rpm）。对于动态转速,亦能够得到满意的测量结果。对于渐变转速（1000 rpm-2000 rpm）的测量误差小于±0.5%,对于转速的阶跃变化,测量误差不超过1.4%。该方法基于图像的周期性,可有效克服运动模糊、目标遮挡等不利影响,保证测量精度。（2）提出基于图像相关的振动测量方法。当旋转机械在运行时,旋转部件的振动会导致图像灰度分布的变化。采用图像相关方法处理旋转部件图像序列,获取能够表征旋转部件振动的图像相关信号,通过频谱分析求解旋转部件的振动频率和振幅。与商用电涡流传感器的测量结果进行了对比。从实验结果上来看,该视觉测量系统能够准确地测量不同转速下的振动频率和相对振动幅度,测得的振动频谱与参考装置几乎一致,在基频和高次谐波频率处都存在强烈且明显分离的谱峰。不同于现有的图像方法,该方法无需在被测部件上附加人工标记,具有较高的普适性。（3）提出基于二维码跟踪的转速测量方法。利用局部特征和图像匹配算法,跟踪粘贴在旋转部件表面的二维码标记,实现旋转部件旋转角度和转速的测量。本文主要采用AKAZE局部特征,并通过图像相关系数和Hamming距离对特征匹配过程进行优化,提高特征匹配精度,减少误匹配。测量结果与SIFT、SURF算法进行对比。实验结果表明,转速测量的最大相对误差不超过± 1%,归一化标准差不超过0.6%,测量性能优于SIFT、SURF算法。该方法只需2张转子图像,即可完成测量,具有较高的测量精度、实时性好。（4）在多种实验工况的条件下对视觉测量系统进行性能测试,实验结果验证了测量系统的可靠性和环境适应性。深入研究图像传感器分辨率、帧率、曝光时间、光照强度、拍摄角度等对测量系统性能的影响,探求视觉测量系统最佳工作参数。另外,对提出的视觉测量系统进行了现场测试,包括风力发电机的转速和振动测量、工业电机转轴的转速测量等。实验表明,本文开发的视觉测量系统可以精准表征旋转机械转速与振动等信息,测量精度和测速范围均优于现有的图像方法。
崔双龙[4]（2021）在《高寒地区无砟轨道板温度及裂缝双参数检测技术研究》文中指出我国高速铁路纵横交错,贯通全国各主要城市,无砟轨道技术随之高速发展。无砟轨道解除了有砟轨道对列车速度的限制,以其稳定性高、耐久性强的优点被广泛应用。但随着运营时间的累积,无砟轨道板温度效应大的缺点逐渐暴露出来,特别是在一些施工质量差的路线上,无砟轨道的维护工作量逐步增大。无砟轨道板温度测量及安全隐患检测对其安全运营及特性研究愈加关键,其温度及安全隐患检测技术具有十分重要的科学价值和实用意义。红外测温技术是一种常用的非接触测温方法,该技术通过目标红外波段的辐射能量进行检测,具有非接触、非侵入、响应速度快、被动测量等优点。本文基于红外测温技术对无砟轨道板温度及裂缝进行检测,旨在:研制适用于高寒高速综合检测列车的高寒地区无砟轨道板红外测温系统,解决无砟轨道板外场大范围温度检测仪器缺失的问题;研究外场无砟轨道板红外测温技术,解决所研制红外测温系统标定环境与测量环境温度不一致影响测量精度的问题;研究基于单像元红外探测器的无砟轨道板裂缝检测技术,实现温度及裂缝双参数检测。本文的主要研究内容如下:（1）针对国内无砟轨道板外场大范围温度测量设备缺失问题,研制了一种悬挂于综合检测列车底部的高寒地区无砟轨道板红外测温系统,填补了高寒高速综合检测列车轨道板表面温度测量功能的缺失。测温系统可以在-30℃～30℃环境下工作,测温范围为-40℃～60℃,响应速度优于2.5ms。根据使用需求,红外测温系统采用分立式结构。系统上位机负责数据处理工作,包含标定及测量两项功能。系统下位机负责辐射信息采集及光电转换,长时间在室外工作,环境严苛,设计有温控系统及冷启动功能,通过连接结构悬挂于检测列车底部。研制过程中对所选探测器信噪比进行计算以保证所选探测器能够完成-40℃目标测量任务,对所设计连接结构进行承载能力计算以确保仪器使用安全。测温系统通过面源黑体进行标定,所研制面源黑体温控范围为-40℃～60℃,通过恒温槽构建第二恒温场的方式实现。（2）为能够基于所研制红外测温系统实现高寒地区无砟轨道板外场高精度温度测量,对外场无砟轨道板红外测温技术进行研究。研究内容主要包括红外测温模型的建立、测温精度影响因素的研究及低温黑体波段辐射响应计算的研究。研究中重点解决标定环境与测量环境不一致影响测量精度的问题,针对此问题提出了一种外场无砟轨道板高精度测温方法。该方法通过两不同环境温度下的标定函数分离标定过程中混合在一起的靶标自身辐射与反射的环境辐射,构建出目标温度与环境温度相等的等效黑体辐射函数,该函数符合外场无砟轨道板实际测量场景,可用于提高外场无砟轨道板温度测量精度。对所提外场无砟轨道板红外测温方法进行了实验验证,证明了该方法的可行性。（3）针对无砟轨道板裂缝检测问题,开展了基于单像元红外探测器的无砟轨道板裂缝检测技术研究工作。该技术通过温度信息进行裂缝检测,可避免光线及阴影干扰,仅需采集电压序列并进行比较,响应速度快,便于进行高速车载检测。该方法建立在裂缝无法充满红外探测器视场的情况下,研究中构建了无砟轨道板裂缝检测的检测场景,基于所构建的检测场景建立了单像元红外探测器输出信号与裂缝宽度之间的函数关系,据此函数关系可以计算探测器视场内裂缝宽度。根据所建立函数关系进行仿真研究,观察存在裂缝时输出信号变化趋势,裂缝宽度与输出电压变化量之间的关系及视场大小与可检测裂缝宽度之间的关系。最后设计模拟毫米级裂缝检测过程的实验,验证了检测方法的可行性。（4）在实验室内对所研制的高寒地区无砟轨道板红外测温系统进行响应速度验证实验、环境温度适应性验证实验及不确定度分析。使用红外测温系统配合线速度超过360km/h的转盘进行实验,验证了系统响应速度要求。使用红外测温系统配合高低温实验箱进行实验,验证了系统环境温度适应性。使用标定好的红外测温系统进行重复测量实验,根据测量结果完成了不确定度分析。
宋伟思[5]（2021）在《基于双目视觉的主运皮带煤量三维测量研究》文中研究表明在立体匹配中,图像边缘信息是应用最多的特征之一,但立体匹配存在边缘匹配精度较低的问题,一直是立体匹配的瓶颈,寻找能够有效对边缘进行定位的边缘检测算法是提高边缘检测的关键。此外,双目视觉在不规则物体体积测量上也有相关研究。在复杂的煤矿井下环境中,如何获得准确的煤产量数据仍是目前面临的重要问题。为了解决这些问题,将双目视觉技术引入到对煤这种不规则物体进行体积测量之中。本文针对立体匹配的匹配精度低和煤矿井下带式输送机主运输面煤量测量问题存在测量误差较大的问题,针对性的提出一种融合边缘特征的立体匹配方法和一种采用双目视觉技术实现了基于视差图的的动态不规则物体测重方法。本文主要研究了立体匹配算法和煤量计量研究方法,如下所示:（1）针对立体匹配存在的边缘匹配精度低的问题,基于Harris-SIFT图像立体匹配算法,提出了一种RBF-Harris-SIFT图像立体匹配算法。该算法在Harris-SIFT的基础上引入了径向基函数,用来分析和提取图像的边缘特征。首先,该算法使用RBF算法提取图像的边缘轮廓信息,由于径向基函数计算量小、速度快,能够快速实现对图像边缘特征的提取;然后采用Harris算法对经过RBF算法得到的图像边缘进行特征点检测,计算出那些特征点的主方向,生成SIFT特征描述子;最后完成了左右视图中的角点匹配。经过实验对比分析得出:解决了立体匹配在边缘提取方法的不足,同时提高了立体匹配的精度。（2）针对煤矿井下煤量测重采用煤块平均高度的计算方法使得煤量计算误差较大的问题,本文通过恢复二维图像对应的三维空间每个点的深度信息,并计算其相应点的三维信息;在三维信息的基础上采用基于像素点的动态不规则体积测量方法计算带式输送机表面的原煤体积。计算体积时,用像素点的高度表示煤的实际高度。该方法将视差图作为输入,首先采用分水岭分割算法实现对视差图的分割,再采用立体成像法对目标（原煤）区域实现三维重建,接着用改进的基于像素点的体积计算方法实现原煤的体积计算,最后结合煤密度实现煤量计量。从结果看出:真实重量和测量重量之间的差异低于10%,为煤矿井下煤量测量提出了一种有效的方案,能够满足实际煤矿井下煤产量的估计需求。
张安琪[6]（2021）在《基于RAW图像的碳氢火焰温度与黑度检测研究》文中研究说明温度测量技术在工业、航天、国防、科学实验等多个方面有着至关重要的作用,传统的接触式测温方法容易对测量对象造成干扰,并且不能得到温度场分布。当被测物体的温度过高时,有可能造成仪器的损伤,会影响到温度测量的准确性。针对以上问题,本文根据热辐射理论和CCD成像技术,在基于图像处理的CCD相机火焰温度检测技术的基础上,对碳氢火焰的辐射特性进行了研究,提出了一种碳氢火焰灰体特性判定方法。首先详细介绍了热辐射理论和CCD相机测温原理,为后面的模拟计算以及碳氢火焰实验做了准备工作;然后模拟计算了两组代表性波长对温度计算精度的影响,结果表明CCD光谱响应曲线对应峰值波长比CIE指定波长作为代表性波长计算的温度误差小;在基于比色法测温原理时,三基色值的RG、RB、GB三种不同组合中,RG组合所计算的温度误差最小;最后详细介绍了CCD相机火焰温度检测系统,并对CCD相机进行了黑体炉标定实验,得到了火焰图像的三基色值与单色辐射强度的多项式函数关系式,针对比色法计算碳氢火焰温度时要判定其是否为灰体,提出了一种基于图像处理的辐射特性判定方法,并用蜡烛火焰进行验证,计算蜡烛火焰的温度、三基色值下的辐射率,以及三个辐射率的均方差并进行辐射特性判定,实验结果表明,辐射率的均方差均大于0.024,可判定蜡烛火焰为非灰体,并用Abel逆变换对蜡烛火焰的辐射强度进行修正并计算出蜡烛火焰的温度分布。
付耀衡[7]（2021）在《基于图像处理的低温推进剂液位测量技术研究》文中提出基于图像处理的液位测量技术通过分析贮箱内液面图像实现液位测量。区别于传统的液位测量技术,基于图像处理的液位测量技术可以有效避免毛细、粘滞等效应对测量结果的影响。由于基于图像处理的液位测量无需额外的测量管路,因此具有体积小,重量轻,安装方便的优点。此外,液面图像包括了更为丰富的信息,通过图像处理,我们不仅可以提取液位高度,还可以进一步得到沸腾、晃动等液面状态。基于以上优点,基于图像处理的液位测量技术在运载火箭推进剂贮箱液位测量和其他相关液位测量领域具有广阔的应用及发展前景。本文提出并完成了一套基于图像处理的低温贮箱液位测量系统,系统由图像处理软件算法、相机、温控模块和防护结构等组成。为了更好地检测火箭飞行过程中的晃动液面,在对多种图像液位测量方法进行分析比较后,我们采用了基于液面边缘特征检测和液面轮廓模式识别的测量算法。该方法运算量较小,具有较好的实时性和可行性。为了在低温推进剂环境下稳定地采集图像,我们较为全面地分析了低温贮箱热环境对相机的影响以及摄像机在易燃易爆环境中的可靠性和安全性,结合相关文献,完成了相关温控部件和防护结构。试验结果表明,该测量系统可以达到毫米级的测量精度。在软件算法方面,我们先对原始图像进行灰度化处理,随后采用圆形结构元素进行膨胀操作,再用形状稍大的圆形结构元素进行腐蚀操作,以突出液面轮廓,完成图像预处理。综合考虑检测效果、运行时间和算法复杂程度,我们采用Sobel算子提取液面轮廓,并加入自适应阈值模块,适用于更多环境。传统的霍夫变换在检测圆形的过程中需要多次遍历图像元素,为了缩短计算时间,加入先验信息减少非零点个数,提高阈值降低待匹配点集数,从而提高算法效率,得到液位像素坐标。最后,我们利用测量系统与贮箱的相对坐标和系统成像模型获取液面的空间位置信息,完成液位测量。在相机系统方面,我们根据低温推进剂贮箱的环境特点,开展相机系统的热环境分析,利用数值仿真软件对测量系统进行了热仿真,基于仿真结果设计实现了系统的温控和防护结构。系统防护外壳采用不锈钢1Cr18Ni9Ti,以三段式设计加入石英玻璃窗口和铟丝密封圈。隔热层采用聚氨酯填充,同时使用聚四氟乙烯、聚酰亚胺连接系统和壳体,以减少热传导。此外,采用PT1000电阻监控系统工作温度,并用电加热膜对系统电子学单元和光学系统加热,以维持系统工作温度。在应用验证方面,我们针对低温推进剂贮箱中液面平缓和液面起伏的状态进行试验设计,得到液面静态和动态情况下的液位结果。试验结果表明,所提方法与实际状态较为相符,且该方法应用于静态液面或是动态液面,测量误差均在5mm以内。
李天骄[8]（2021）在《基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建》文中认为航空航天和能源动力等领域广泛存在着高温燃烧现象,其发生在如航空航天发动机、内燃机、电站锅炉、燃气轮机等高温设备中。对高温燃烧现象中的火焰燃烧状态进行理论和实验研究,将有助于优化燃烧系统的设计和高温设备运行状态监测。火焰温度是火焰燃烧状态参数中十分重要的一项,实时准确的获得火焰温度分布情况对燃烧过程的理解和燃烧理论的分析具有重要意义。但火焰燃烧过程不稳定,已有的火焰测量方法较难探测到火焰的瞬时内部温度场,因此火焰温度场在线监测的实时准确性仍需要探讨。为了实现这一目的,可以采用基于辐射成像法的非接触式火焰温度测量方法,从而实现对发光火焰的温度场大尺寸空间连续在线测量。光场相机作为一种基于辐射成像法的非接触式光学探测设备,具有仅通过单次拍摄即可记录待测对象的多角度光场信息的特点,从而简化测量系统的设计与调试工作。将光场相机这一特点应用于火焰测量是一种十分有发展和应用前景的温度场在线检测手段。本文根据蒙特卡洛方法,搭建分层及非均匀辐射物性分布火焰光场成像模型;针对火焰分层特点采用不同重建方法处理光场重聚焦图像,获取相应火焰分层位置的重建图像;预设均匀分布辐射物性,对温度场进行重建,与温度场输入值对比得到其相对误差,从而分析算法准确性;在辐射物性未知情况下,通过预估辐射物性分布的方法,分析重建温度的精度范围。主要完成工作如下:搭建光场相机成像模型,建立针对火焰光场图像的质量评价体系,对比不同辐射物性条件下的火焰光场图像;经过分层模拟不同衰减系数条件下的火焰光场图像,分析火焰发射光线能量的衰减对其光场成像的影响;针对复杂火焰结构,发展非均匀温度场和辐射物性场分布下的轴对称火焰光场成像模型,从而实现发光火焰光场辐射传输成像的完整模拟过程。将给定火焰温度场、辐射物性场等参数输入到上述火焰光场成像模型中,获取火焰光场原始图像和相应子孔径、重聚焦图像,为火焰温度场重建提供模型及数据基础。基于建立的火焰光场成像模型,搭建火焰温度场重建平台,设计火焰三维温度场重建流程。对重建平台进行模拟标定,构建利用不同发射温度黑体平面的图像灰度标定过程和光场相机点扩散函数参数标定方法。采用维纳滤波方法对不同火焰分层的重聚焦图像进行重建获得重建图像,利用灰度与实际光谱辐射力的对应关系式重建温度,进而计算得到相对误差的分布。应用搭建的基于光场成像的火焰温度场重建平台,进一步针对温度重建算法进行讨论,通过合理利用光场重聚焦图像所含光谱辐射信息,针对火焰分层特点采用不同温度层析重建方法重建温度场。引入最近邻域法、小波图像处理方法和解卷积算法,考察最近邻域法和解卷积算法在不同火焰分层的温度重建效果,结合二者在特定火焰分层温度重建效果的优势,提出最近邻域和解卷积联合算法。运用基于光场成像的火焰分层温度重建流程以及解卷积和最近邻域联合算法,分析火焰辐射物性的均匀、非均匀分布对温度重建精度的影响,以及火焰成像位置对温度重建精度的影响。均匀衰减系数分布被用于估计不同衰减系数情况下的火焰温度,从而考察温度重建误差范围;通过对介质的区域性划分,讨论非均匀分布的衰减系数对温度重建效果的影响;在火焰尺寸和光场相机有效像素区域不匹配的前提下,考察并评价光场相机针对不同火焰尺寸的适应能力。将计算流体力学仿真结果输入到火焰光场成像模型中,用于对乙烯层流扩散火焰的数值模拟和光场成像,并通过实验拍摄和热电偶测量不同工况下该火焰的光场图像,用于验证温度层析重建方法。实验并模拟烟黑颗粒浓度比乙烯火焰低一个数量级的二甲醚层流扩散火焰,对其进行光场图像和温度层析重建,考察燃烧区域内烟黑颗粒含量较少情况下的火焰光场成像结果和温度重建效果。从而实现为在线获取火焰温度场分布提供理论模型、求解思路和技术支撑。基于上述研究,本文构建了考虑非均匀温度场和辐射物性场的火焰光场成像仿真模型,实现了高温发光火焰的光场重聚焦成像过程的数值仿真,获得了火焰不同景深位置的成像特性差异;针对处理火焰边缘与中心温度时最近邻域和解卷积算法各自的局限性,提出了分层火焰特性的温度重建联合算法,实现了高效的三维发光火焰温度场在线重建;提出了辐射物性未知时发光火焰的光场层析温度重建策略,从实验和仿真两方面验证了重建策略的正确性,并将该策略应用于不同类型的同轴层流扩散火焰温度场重建。为火焰温度场的光场在线测量提供了仿真模型及数据基础,为发光火焰温度场的三维层析重建提供了求解思路和技术支撑。
李化欣[9]（2020）在《基于压缩感知的燃烧温度场偏折层析成像方法研究》文中认为燃烧广泛存在于生活和工业生产中,燃烧温度场的成像方法研究为控制污染物的排放,了解燃烧过程本质,提高燃烧效率等提供重要数据支撑,具有重要的研究意义和应用价值。偏折层析技术具有不干扰被测场、实时、非接触等特点,已成为一种功能强大的温度场测量工具,温度场测量数据受经济成本以及光路和测量场地的限制,非常有限,传统偏折层析重建在欠采样条件下存在重建分辨率较低、精度较差等问题,而基于压缩感知的温度场重建方法可有效解决欠采样重建。本文针对压缩感知温度场重建存在的调节因子难以选择、稀疏约束不满足高精度重建、全变分约束不利于重建细节信息的刻画等问题展开研究,主要研究工作如下:针对压缩感知偏折层析全变分最小化方法中调节因子由经验获取不能自适应调节的问题,提出了自适应调节因子方法,将计算投影和测量投影之差的归一化1l范数作为自适应调节策略,保证在1l范数较大时调节因子大,反之调节因子小,解决了经验选取调节因子存在的最优解和收敛速度之间的矛盾,提高了重建质量,加快了重建速度。针对压缩感知偏折层析全变分方法中先验信息利用率低的问题,提出了多方向全变分约束重建方法,利用多个方向梯度刻画先验信息,既保证了水平和竖直两个梯度方向的信息又很好的利用了角度信息,能够更充分的反应细节信息。解决了全变分约束中方向性的不足,提高了先验信息的利用率。针对欠采样率条件下全变分约束重建噪声大的问题,提出了联合约束智能优化重建方法。由于字典学习具有较强的抑制噪声能力,因此本文将多方向全变分与字典学习相结合联合构建重建约束框架,通过天牛须智能优化方法加速联合重建效率。同时为了克服字典学习存在过平滑而降低温度场重建分辨率的问题,根据温度场局部全变分值表征含有细节信息量的多少,构建局部加权字典学习方法。全变分值大,局部权重小,反之,局部权重大,从而解决过平滑问题。为了验证本文所提理论方法的可行性和有效性,搭建了莫尔技术多方向动态采集平台,完成了高欠采样条件下温度场投影数据的获取。在此基础上应用本文方法对温度场进行重建,与传统方法相比重建温度场等温线保留了更多细节信息,提高了温度场重建精度、重建速度以及分辨率。
张先勇[10]（2020）在《基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究》文中提出鱼雷罐车是大型钢铁企业转运高温铁水的主要运输车辆。现有的安全监控研究关注于罐体材料和物流管理较多,而对罐体倾动角度精确测量和运输全路径连续定位等的研究较少,甚至鲜有报道。鉴于此,本文依托国家重点研发计划项目的子课题“专用运输车辆转运作业安全监控与预警技术研究”（2017YFC805104）,结合武汉钢铁股份有限公司的实际应用场景,通过开展了一系列实验研究,建立了鱼雷罐车安全监控关键技术的信息融合模型,构建适合鱼雷罐车转运安全的评估指标体系,提出了运用图像识别技术非接触式精确测量角度的方法、车辆连续位置检测和停车精确定位方法,以及全天候障碍物识别方法,实现了从理论到实践应用的转化。研究成果对指导鱼雷罐车转运安全监控系统的开发具有重要参考价值。具体研究内容包括以下几个方面:1、针对鱼雷罐车转运作业的安全监控特点,研究了基于目标决策的安全监控系统各层次的信息融合模型,为信息融合技术在鱼雷罐车转运安全监控领域的应用提供技术支撑;针对重大钢铁企业事故的多因素分析,运用人为因素的分析分类系统（HFACS）分析了安全事故,融合层次分析法（ANP）和二次逻辑回归模型对鱼雷罐车事故进行多因素的关联性分析和权重分析,构建适合鱼雷罐车转运安全指标体系。2、针对鱼雷罐车高温罐体倾动角度检测问题,提出了运用图像识别技术非接触式精确测量角度的方法。利用高清相机连续拍摄罐体端部特征图像,运用BRISK算子检测图像特征点。利用汉明距离对特征点进行两次筛选,提高配准点的准确度,最后结合最大类间方差法（OTSU）计算罐体的旋转角度。设计实验方法进行测试,分析实验数据,探讨了倾角非接触式测量技术和连续位置监测技术的测量精度和响应速度。3、针对鱼雷罐车在高炉车间和运输路经中的连续定位问题,提出了融合室内外定位数据,运用最小二乘法线性拟合在信号盲区的定位方法。该方法比单一的惯性计算方法有更好的定位精确性。研究利用卫星定位系统获取室外数据,UWB系统获取室内定位数据。建立多基站获得更多组合的室内定位数据,利用卡尔曼滤波（Kalman）降噪优化原始数据,按照距离远近进行权重分配以提高TOA/TDOA组合定位算法的准确度。针对停车精确落位问题,提出采用电涡流传感器微距测量的方法监测停车位置,设计试验,检验有效性。4、针对轨道全天候障碍物识别问题,提出了融合视觉相机、红外成像和毫米波雷达三种探测技术于一体的全天候障碍物识别技术方法。并重点对视觉图像处理过程进行了深入研究,运用Canny算子对图像边缘检测;利用霍夫变换对图像中的轨道边缘进行检测提取;基于兴趣范围提取颜色异常区域,通过形态学处理,标注出障碍物位置。分析了毫米波雷达、红外线成像的性能和降噪技术,研发了多传感器融合的鱼雷罐车转运全天候障碍物识别系统。5、研究了基于计算机自动处理的实时安全监控系统与车辆制动系统联动技术,研发了融合多传感器的鱼雷罐车运输安全监控系统和罐体倾动监控系统,并集成上述技术建立统一安全监控平台,进行了功能测试和示范应用。本文通过对鱼雷罐车运输连续位置监测技术和罐体倾动角度非接触式测量技术的研究,开发了基于信息融合的安全监控系统平台,为大型钢铁企业的鱼雷罐车转运安全监控提供了技术保障。
二、基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展（论文提纲范文）
（1）圆管内壁覆膜动力学特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 本课题的研究目的、价值和意义 |
| §1.2 本课题在国内外发展及研究状况 |
| §1.3 本课题的研究思路及创新点 |
| §1.3.1 本课题的研究思路 |
| §1.3.2 本课题的创新点 |
| §1.4 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 基本理论 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 基本方程和边界条件 |
| §2.2.1 基本方程 |
| §2.2.2 初始条件和边界条件 |
| §2.3 基本理论方法 |
| §2.3.1 相似理论与量纲分析 |
| §2.3.2 流体稳定性分析 |
| §2.4 流体覆膜理论假设 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 圆管内壁流体薄膜实验装置的设计 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 实验装置的总体设计 |
| §3.3 实验装置的结构设计 |
| §3.3.1 实验装置的整体结构 |
| §3.3.2 圆管内壁流体薄膜的制备 |
| §3.3.3 实验装置整体装配 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 圆管内壁流体覆膜数字图像处理技术 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 薄膜测量方法 |
| §4.3 数字图像处理技术基础 |
| §4.4 流体覆膜形态特征处理技术 |
| §4.5 边界轮廓形态提取的GUI软件 |
| §4.6 数字图像处理技术的应用 |
| §4.7 本章小结 |
| 第五章 流体薄膜动力学特性研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 流体薄膜流动的数学描述 |
| §5.2.1 物理模型 |
| §5.2.2 数学模型 |
| §5.3 牛顿流体覆膜流动的实验研究 |
| §5.3.1 流体覆膜厚度的动力学特性 |
| §5.3.2 流体覆膜的时空演化动力学规律 |
| §5.4 非牛顿流体覆膜流动的实验研究 |
| §5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| §6.1 全文研究总结 |
| §6.2 全文研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（2）基于元素自激辐射能量谱的温度场探测重构与实验技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 温度场测量与重建手段研究现状 |
| 1.2.2 温度场热-光耦合辐射建模研究现状分析 |
| 1.2.3 温度场的光电探测与验证实验现状分析 |
| 1.3 本文研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 本文章节安排 |
| 2 温度场内禀热-光-电耦合建模技术研究 |
| 2.1 温度场内禀高温节点元素能量光谱自激发机理 |
| 2.1.1 温度场内禀节点能量光谱激发机理 |
| 2.1.2 激光诱导击穿光谱技术测量元素自激发能量谱 |
| 2.1.3 高温场内禀节点热辐射激发机理 |
| 2.2 温度场节点热-光辐射传输过程建模 |
| 2.2.1 热-光辐射的场内传输 |
| 2.2.2 热光辐射的场外传输 |
| 2.3 温度场节点热-光辐射接收过程建模 |
| 2.3.1 成像模块接收特性标定原理 |
| 2.3.2 探测成像后处理与成像质量评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温场滤光投影探测技术研究 |
| 3.1 整体实验装置与系统布设 |
| 3.1.1 能量光谱探测与采集模块 |
| 3.1.2 温度场探测成像模块 |
| 3.1.3 成像标定模块 |
| 3.1.4 验证实验模块 |
| 3.2 高温场阵列化同步光电探测模块构建 |
| 3.2.1 光电探测阵列的布点模式 |
| 3.2.2 光电探测模块的构建 |
| 3.2.3 多通道探测模块的时钟同步 |
| 3.3 投影探测目标的表面形貌重建 |
| 3.3.1 空间三维模型重构 |
| 3.3.2 壳体重构效果评定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于LIBS技术的元素能量光谱分析实验研究 |
| 4.1 含能材料燃烧残留物能量光谱分析 |
| 4.1.1 样品准备与制样 |
| 4.1.2 金属基底下的含能材料残留物能量光谱分析 |
| 4.2 元素掺杂法与外掺元素能量光谱分析 |
| 4.2.1 元素外掺法及元素选取原则 |
| 4.2.2 样品准备与制样 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于元素自激辐射能量谱的温度场实测实验研究 |
| 5.1 元素自激光谱发射率及探测模块标定实验 |
| 5.1.1 探测成像模块标定实验 |
| 5.1.2 元素自激光谱发射率标定实验 |
| 5.2 元素掺杂法测量火焰温度与光谱发射率分布 |
| 5.2.1 实验方案及装置布设 |
| 5.2.2 基于元素掺杂与能量光谱分析的火焰温度分布及光谱发射率测量 |
| 5.2.3 实验结果分析与验证 |
| 5.3 细丝发射谱法测量火焰内部截面温度分布 |
| 5.3.1 实验方案与装置布设 |
| 5.3.2 基于细丝发射光谱的半侵入式火焰温度分布测量 |
| 5.3.3 实验结果分析与验证 |
| 5.4 多管路喷射火球模拟装置的高温实测实验 |
| 5.4.1 模拟装置结构与布设 |
| 5.4.2 模拟火球温度区间测试与红外热成像 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于数字成像和图像处理的转速和振动测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 转速测量方法概述 |
| 1.3 振动测量方法概述 |
| 1.4 基于图像传感器的转速和振动测量研究现状 |
| 1.5 现有视觉测量方法的局限性 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 论文组织结构 |
| 第2章 基于图像传感器的测量系统设计 |
| 2.1 测量系统概述 |
| 2.2 系统硬件设计 |
| 2.2.1 转子试验台 |
| 2.2.2 光源 |
| 2.2.3 图像传感器 |
| 2.2.4 光学镜头 |
| 2.2.5 标记的设计 |
| 2.2.6 计算机系统 |
| 2.3 视觉测量软件设计 |
| 2.4 成像几何基础 |
| 2.4.1 坐标系的定义 |
| 2.4.2 相机透视投影模型 |
| 2.5 相机标定 |
| 2.5.1 图像平面与平面标定板的映射矩阵 |
| 2.5.2 求解摄像机参数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于图像序列相似度的转速和振动测量 |
| 3.1 基于图像序列相似度的转速测量 |
| 3.1.1 转速测量原理 |
| 3.1.2 图像相似度评价 |
| 3.1.3 图像预处理 |
| 3.1.4 转速计算 |
| 3.2 基于图像相似度的振动测量 |
| 3.3 不同算法的实验对比 |
| 3.3.1 相似性评估算法(CORR2、SSIM和VIF)比较 |
| 3.3.2 频率估计算法CZT与PIAC的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于二维码标记跟踪的转速测量 |
| 4.1 基于二维码的转速测量机理 |
| 4.2 二维码检测 |
| 4.2.1 尺度不变特征变换 |
| 4.2.2 加速稳健特征 |
| 4.2.3 AKAZE特征 |
| 4.3 转速计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 视觉测量系统实验测试 |
| 5.1 基于图像相似度的转速测量 |
| 5.1.1 实验装置 |
| 5.1.2 实验结果与分析 |
| 5.2 基于图像相关的振动测量实验 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 基于二维码跟踪的转速测量实验 |
| 5.3.1 实验装置 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 视觉测量的现场应用 |
| 5.4.1 风力发电机的转速和振动测量 |
| 5.4.2 工业电机转轴的转速测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 视觉测量系统的影响因素研究 |
| 6.1 帧速率 |
| 6.2 图像分辨率 |
| 6.3 曝光时间 |
| 6.4 拍摄角度 |
| 6.5 光照条件 |
| 6.6 标记设计 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）高寒地区无砟轨道板温度及裂缝双参数检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 无砟轨道板温度检测技术研究现状 |
| 1.2.1 接触测温法 |
| 1.2.2 非接触测温法 |
| 1.3 无砟轨道板裂缝检测技术研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 本领域存在的科学问题或关键技术 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高寒地区无砟轨道板红外测温系统研制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 红外测温系统主要技术指标及总体方案设计 |
| 2.2.1 测温系统主要技术指标 |
| 2.2.2 测温系统总体方案设计 |
| 2.3 红外测温系统探测器选型及信噪比计算 |
| 2.3.1 测温系统红外探测器选型 |
| 2.3.2 测温系统红外探测器信噪比计算 |
| 2.4 红外测温系统光学及电路系统设计 |
| 2.4.1 测温系统光学系统设计 |
| 2.4.2 测温系统放大电路设计 |
| 2.4.3 测温系统数据采集系统设计 |
| 2.4.4 测温系统下位机温控系统设计 |
| 2.5 红外测温系统上位机研制及应用程序设计 |
| 2.5.1 红外测温系统上位机研制 |
| 2.5.2 红外测温系统上位机程序设计总体方案 |
| 2.5.3 红外测温系统标定程序设计 |
| 2.5.4 红外测温系统测量程序设计 |
| 2.6 测温系统下位机与检测车连接结构设计及承载能力计算 |
| 2.7 红外测温系统标定用面源黑体研制 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 外场无砟轨道板红外测温技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 无砟轨道板红外测温模型研究 |
| 3.2.1 无砟轨道板红外辐射规律研究 |
| 3.2.2 无砟轨道板红外测温模型建立 |
| 3.2.3 红外测温精度影响因素研究 |
| 3.3 低温黑体波段辐射响应解析式研究 |
| 3.3.1 传统黑体波段辐射响应计算 |
| 3.3.2 低温黑体波段辐射响应解析式推导 |
| 3.3.3 低温黑体波段辐射响应解析式仿真研究 |
| 3.3.4 低温黑体波段辐射响应解析式验证实验 |
| 3.4 外场无砟轨道板高精度测温方法研究 |
| 3.4.1 外场无砟轨道板高精度测温方法原理 |
| 3.4.2 外场无砟轨道板高精度测温方法验证实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于单像元红外探测器的无砟轨道板裂缝检测技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于单像元红外探测器的无砟轨道板裂缝检测原理 |
| 4.2.1 无砟轨道板温度梯度模型研究 |
| 4.2.2 基于单像元红外探测器的裂缝检测场景构建 |
| 4.2.3 单像元红外探测器输出信号与裂缝宽度函数关系的构建 |
| 4.2.4 基于单像元红外探测器的裂缝宽度计算方法研究 |
| 4.3 基于单像元红外探测器裂缝检测原理的仿真研究 |
| 4.3.1 裂缝检测原理仿真研究数据准备 |
| 4.3.2 视场内存在裂缝时红外探测器输出信号变化 |
| 4.3.3 裂缝宽度与红外探测器输出信号变化量的关系 |
| 4.3.4 可检测裂缝宽度与红外探测器视场半径的关系 |
| 4.4 基于单像元红外探测器裂缝检测原理的实验验证 |
| 4.4.1 裂缝检测原理验证实验装置及方法 |
| 4.4.2 裂缝检测原理验证实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高寒地区无砟轨道板红外测温系统实验及不确定度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 红外测温系统响应速度验证实验 |
| 5.3 红外测温系统环境温度适应性验证实验 |
| 5.4 红外测温系统不确定度分析 |
| 5.4.1 红外测温系统A类不确定度分量评定 |
| 5.4.2 红外测温系统B类不确定度分量评定 |
| 5.4.3 红外测温系统合成不确定度 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于双目视觉的主运皮带煤量三维测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 立体匹配研究现状 |
| 1.2.2 带式输煤机煤量计量研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 文章结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 相关理论与技术 |
| 2.1 图像预处理 |
| 2.1.1 图像去噪 |
| 2.1.2 图像增强 |
| 2.2 双目立体匹配技术 |
| 2.2.1 双目视觉系统 |
| 2.2.2 立体匹配约束 |
| 2.2.3 立体匹配算法流程 |
| 2.2.4 常用的立体匹配方法 |
| 2.2.5 误匹配点检测 |
| 2.2.6 匹配算法评价 |
| 2.3 体积计算方法 |
| 2.3.1 主动式测量 |
| 2.3.2 被动式测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 立体匹配算法研究及分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 图像的采集和增强 |
| 3.2.1 图像的采集 |
| 3.2.2 低照度下图像增强算法 |
| 3.3 基于RBF-Harris-SIFT的立体匹配算法 |
| 3.3.1 RBF边缘提取算法 |
| 3.3.2 Harris-SIFT立体匹配算法的描述 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 基于SGBM的立体匹配算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于视差图的动态煤量计量算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于视差图的三维重建与体积计算方法 |
| 4.2.1 图像分割 |
| 4.2.2 基于立体成像法的煤三维重建 |
| 4.2.3 基于像素点的体积计算方法 |
| 4.3 煤量计算 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 硕士期间的科研成果 |
（6）基于RAW图像的碳氢火焰温度与黑度检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 温度测量方法 |
| 1.2.1 接触式测温方法 |
| 1.2.2 非接触式测温方法 |
| 1.3 国内外CCD测温技术研究现状 |
| 1.3.1 国外CCD测温技术研究现状 |
| 1.3.2 国内CCD测温技术研究现状 |
| 1.3.3 比色法测温研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 基于CCD相机的辐射测温原理 |
| 2.1 热辐射理论 |
| 2.2 CCD成像原理 |
| 2.3 比色法测温原理 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 代表性波长不同对测温精度的影响 |
| 3.1 CCD三基色值的模拟计算 |
| 3.1.1 RGB值的获取 |
| 3.1.2 CCD三基色值与单色辐射强度的函数关系 |
| 3.2 不同代表性波长对温度检测的影响 |
| 3.2.1 灰体时对温度检测的影响 |
| 3.2.2 非灰体时对温度检测的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 碳氢火焰的灰体特性判定 |
| 4.1 温度检测系统 |
| 4.1.1 温度检测系统简介 |
| 4.1.2 CCD相机的介绍 |
| 4.1.3 黑体炉的介绍 |
| 4.2 灰体判定实验 |
| 4.2.1 灰体假设 |
| 4.2.2 灰体判定方法与步骤 |
| 4.3 黑体炉标定实验 |
| 4.3.1 标定方法和步骤 |
| 4.3.2 标定结果误差分析 |
| 4.3.3 碳氢火焰灰体判定实验 |
| 4.4 蜡烛火焰温度计算 |
| 4.4.1 Abel算法 |
| 4.4.2 蜡烛火焰温度计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（7）基于图像处理的低温推进剂液位测量技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 图像式液位测量技术的研究现状 |
| 1.2.1 激光式图像液位测量 |
| 1.2.2 标尺式图像液位测量 |
| 1.2.3 浮子式图像液位测量 |
| 1.2.4 直接式图像液位测量 |
| 1.2.5 发展趋势 |
| 1.3 图像处理在低温推进剂液位测量应用的关键点 |
| 1.4 研究内容及结构安排 |
| 2 液位测量系统构建原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 低温推进剂图像式液位测量方法选择 |
| 2.2.1 基于角点检测的直接式图像液位测量方法 |
| 2.2.2 基于轮廓检测的直接式图像液位测量方法 |
| 2.2.3 两种特征方法的比较 |
| 2.3 低温推进剂图像式液位测量基本原理 |
| 2.3.1 中心投影透视模型 |
| 2.3.2 低温推进剂图像式液位测量模型 |
| 2.4 测量模型误差分析 |
| 2.4.1 实际测量误差分析 |
| 2.4.2 相机旋转误差分析 |
| 2.4.3 相机焦距误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 液位测量系统图像处理算法设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 图像处理算法基本原理 |
| 3.2.1 图像灰度化 |
| 3.2.2 形态学处理 |
| 3.2.3 边缘检测算法 |
| 3.2.4 圆形检测算法 |
| 3.3 低温推进剂液位测量算法 |
| 3.3.1 预处理算法设计 |
| 3.3.2 自适应边缘检测算法设计 |
| 3.3.3 优化的霍夫变换算法设计 |
| 3.4 图像处理算法流程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 液位测量系统相机热控实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相机的热环境分析 |
| 4.2.1 热环境分析理论 |
| 4.2.2 内部热环境分析 |
| 4.2.3 外部热环境分析 |
| 4.3 相机的热设计方案 |
| 4.3.1 相机热设计原则及初始热控方案 |
| 4.3.2 相机被动热控方案 |
| 4.3.3 相机主动热控方案 |
| 4.4 热设计仿真分析与热控实现 |
| 4.4.1 仿真模型建立 |
| 4.4.2 被动热控及主动热控参数计算 |
| 4.4.3 热控方案实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 液位测量系统试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验平台构建与试验方法 |
| 5.2.1 试验平台设计 |
| 5.2.2 试验准备 |
| 5.2.3 试验方法 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 测量模型验证 |
| 5.3.2 静态液面测量应用验证 |
| 5.3.3 动态液面测量应用验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 火焰温度场光学测量的研究现状 |
| 1.2.1 光/热辐射测量方法的研究现状 |
| 1.2.2 应用光/热辐射测量的火焰测温方法研究现状 |
| 1.2.3 基于光/热辐射测量的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.3 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.1 光场成像的研究现状 |
| 1.3.2 火焰光场成像的研究现状 |
| 1.3.3 基于光场成像的火焰温度场重建研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 发光火焰光场辐射传输及成像仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于蒙特卡洛法的光场相机物理结构仿真 |
| 2.2.1 微透镜阵列结构仿真 |
| 2.2.2 光场相机仿真成像结果 |
| 2.2.3 Raytrix相机参数验证 |
| 2.3 发光火焰光场成像辐射传输模型 |
| 2.3.1 火焰的光场成像及火焰温度分布 |
| 2.3.2 介质内的粒子发射与衰减 |
| 2.3.3 不同辐射物性条件情况下的成像对比 |
| 2.4 火焰的光学分层成像 |
| 2.4.1 发光火焰辐射传输卷积成像模型 |
| 2.4.2 分层火焰光场成像 |
| 2.4.3 非均匀发光火焰辐射模型 |
| 2.4.4 非均匀辐射物性光场成像结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于光场图像的火焰温度场层析重建方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 火焰三维温度场重建方法 |
| 3.2.1 火焰三维温度场重建流程 |
| 3.2.2 分层火焰光场成像模型 |
| 3.3 黑体炉温度光场成像仿真标定 |
| 3.3.1 实验标定与模拟标定的对比 |
| 3.3.2 对标定的拟合曲线的验证 |
| 3.4 维纳滤波法重建温度精度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于联合算法的火焰温度场层析重建方法改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 最近邻域法火焰温度层析重建 |
| 4.2.1 最近邻域法 |
| 4.2.2 标定过程 |
| 4.3 小波降噪图像处理方法 |
| 4.3.1 多像素子孔径重构方法 |
| 4.3.2 小波阈值法图像去噪原理 |
| 4.3.3 小波变换方法对重聚焦成像效果的影响 |
| 4.4 解卷积法火焰温度层析重建 |
| 4.4.1 L-R图像复原方法 |
| 4.4.2 解卷积图像与分层图像的相似度对比 |
| 4.4.3 衰减性介质内温度重建结果 |
| 4.5 联合重建算法 |
| 4.5.1 不同分层的层析重建算法选择 |
| 4.5.2 九层火焰分层的温度层析重建算法 |
| 4.5.3 分层数量对温度重建精度的影响 |
| 4.5.4 火焰横截面温度重建效果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 火焰辐射物性及成像位置对温度重建的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 火焰辐射物性对温度重建影响分析 |
| 5.3 非均匀火焰辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.3.1 辐射物性分层模型 |
| 5.3.2 介质辐射物性对温度重建精度影响分析 |
| 5.4 火焰成像位置对温度重建精度影响分析 |
| 5.4.1 火焰的温度重建精度分析 |
| 5.4.2 图像边界畸变对火焰温度重建精度的影响分析 |
| 5.4.3 火焰径向尺寸对温度重建精度的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 典型火焰实例及温度重建方法验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 乙烯层流扩散火焰的温度层析重建 |
| 6.2.1 温度和辐射物性参数 |
| 6.2.2 乙烯火焰光场成像结果 |
| 6.2.3 温度层析重建结果 |
| 6.3 乙烯同轴层流扩散火焰光场试验 |
| 6.3.1 实验设备及工作原理 |
| 6.3.2 实验标定预处理 |
| 6.3.3 温度层析重建结果 |
| 6.4 二甲醚同轴层流扩散火焰的温度重建 |
| 6.4.1 温度计算 |
| 6.4.2 二甲醚火焰的光场成像和温度层析重建 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）基于压缩感知的燃烧温度场偏折层析成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 温度场测量方法的研究现状 |
| 1.2.1 接触式测量方法 |
| 1.2.2 非接触式测量方法 |
| 1.3 偏折层析技术的研究现状 |
| 1.3.1 偏折层析投影数据感知技术研究现状 |
| 1.3.2 偏折层析技术重建算法研究现状 |
| 1.4 研究内容及章节安排 |
| 2 偏折层析的理论基础及特性研究 |
| 2.1 层析技术的数学基础 |
| 2.1.1 Radon变换及反变换 |
| 2.2 光线的偏折特性 |
| 2.2.1 光线在变折射率场中的偏折 |
| 2.2.2 折射率与温度的关系 |
| 2.3 偏折层析投影技术 |
| 2.3.1 偏折层析投影 |
| 2.3.2 偏折层析投影与层析技术投影之间的关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 偏折层析投影数据感知技术 |
| 3.1 莫尔技术动态采集投影图像 |
| 3.1.1 莫尔技术几何光学原理 |
| 3.1.2 莫尔技术多方向动态采集投影图像 |
| 3.2 从莫尔条纹图提取投影数据 |
| 3.2.1 傅立叶变换法提取数据 |
| 3.2.2 基于小波分析的条纹位移法提取数据 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 CS框架下自适应多方向全变分偏折角修正重建方法 |
| 4.1 偏折角修正重建方法 |
| 4.1.1 偏折角修正重建模型及算法 |
| 4.1.2 分组访问顺序修正权值重建算法 |
| 4.1.3 模拟实验模型及重建质量评价参数 |
| 4.1.4 不同重建算法精度比较 |
| 4.2 CS框架下自适应调节因子全变分重建方法 |
| 4.2.1 CS框架下全变分重建方法中调节因子的选择 |
| 4.2.2 自适应调节因子全变分重建方法 |
| 4.2.3 不同调节因子重建对比实验 |
| 4.3 多方向全变分约束重建方法 |
| 4.3.1 多方向全变分约束重建方法 |
| 4.3.2 多方向全变分约束混合重建方法 |
| 4.3.3 多方向全变分约束重建方法实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 联合约束智能优化重建方法 |
| 5.1 基于Split-Bregman方法的智能优化重建算法 |
| 5.1.1 基于Split-Bregman方法的重建算法 |
| 5.1.2 基于SB方法的智能优化重建算法 |
| 5.1.3 SB智能优化重建算法与SB重建算法对比分析 |
| 5.2 加权字典学习重建方法 |
| 5.2.1 字典学习方法中的权值策略 |
| 5.2.2 加权字典学习重建方法 |
| 5.2.3 加权字典学习方法实验与结果分析 |
| 5.3 联合约束智能优化重建方法 |
| 5.3.1 联合约束智能优化重建模型 |
| 5.3.2 模型求解 |
| 5.3.3 联合约束智能优化方法实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 旋流燃烧温度场重建实验研究 |
| 6.1 联合约束方法在燃烧温度场重建中的可行性研究 |
| 6.1.1 旋流燃烧温度场重建结果与分析 |
| 6.1.2 与热电偶测量结果比较误差分析 |
| 6.2 不同旋流叶片燃烧温度场重建对比研究 |
| 6.2.1 实验工况设置 |
| 6.2.2 不同工况下温度场重建实验结果与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 鱼雷罐车定位技术的研究状况 |
| 1.2.2 鱼雷罐车运输安全监控技术的研究 |
| 1.2.3 鱼雷罐车罐体安全监控技术的研究 |
| 1.2.4 信息融合和HFACS在运输安全监控领域的应用研究 |
| 1.2.5 国内外研究存在的问题分析 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 相关基本理论与鱼雷罐车安全监控系统框架 |
| 2.1 信息融合的基本理论 |
| 2.1.1 信息融合的功能模型 |
| 2.1.2 信息融合的层次 |
| 2.2 信息融合的技术方法 |
| 2.2.1 卡尔曼(Kalman)滤波 |
| 2.2.2 加权平均算法 |
| 2.2.3 网络层次分析法(ANP) |
| 2.3 鱼雷罐车安全监控系统的融合模型的研究 |
| 2.3.1 鱼雷罐车转运安全监控系统的特征分析 |
| 2.3.2 室内定位多传感器的融合模型 |
| 2.3.3 室内外连续位置监测多设备的信息融合模型 |
| 2.3.4 障碍物识别多设备的信息融合模型 |
| 2.3.5 鱼雷罐车转运安全监测多系统的信息融合模型 |
| 2.4 基于人为因素的鱼雷罐车安全评价体系 |
| 2.4.1 鱼雷罐车安全评价指标分析 |
| 2.4.2 基于HFACS的鱼雷罐车安全评价指标体系构架 |
| 2.4.3 HFACS-TCA模型因素关联分析 |
| 2.4.4 HFACS-TCA模型因素权重分析 |
| 2.5 鱼雷罐车安全监控体系总体框架 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 鱼雷罐车罐体倾动监测技术研究 |
| 3.1 非接触式倾角探测技术方案 |
| 3.1.1 倾角探测设备应用场景 |
| 3.1.2 非接触式角度探测技术方案 |
| 3.2 基于BRISK算法的图像识别方法 |
| 3.2.1 BRISK算法 |
| 3.2.2 图像识别测量角度实验 |
| 3.2.3 倾角测量实验结果分析 |
| 3.3 罐体倾动监控电路与数据通信网络 |
| 3.3.1 罐体倾动监测与控制功能 |
| 3.3.2 罐体倾动角度控制电路原理 |
| 3.3.3 监测数据通信网络结构 |
| 3.4 倾角监测系统测试与分析 |
| 3.4.1 系统测试装置 |
| 3.4.2 倾角监测系统测试与评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 鱼雷罐车连续位置监测与精确定位技术研究 |
| 4.1 鱼雷罐车运输管理 |
| 4.2 室内外主要定位技术 |
| 4.2.1 室外定位技术-GPS系统 |
| 4.2.2 室内定位技术比较 |
| 4.2.3 GPS接收器选型与精度测试 |
| 4.3 UWB定位算法优化、信号降噪与测试 |
| 4.3.1 UWB定位算法优化与信号降噪 |
| 4.3.2 UWB测试分析 |
| 4.4 电涡流传感器微距测量 |
| 4.4.1 电涡流传感器响应测试 |
| 4.4.2 测试结果分析 |
| 4.5 鱼雷罐车室内外连续定位技术 |
| 4.5.1 连续定位算法 |
| 4.5.2 室内外连续定位系统工作流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 鱼雷罐车全天候障碍物识别技术应用研究 |
| 5.1 障碍物检测技术比较 |
| 5.2 视觉相机的障碍物识别技术 |
| 5.2.1 视觉图像处理流程 |
| 5.2.2 基于Canny算子的图像边缘检测 |
| 5.2.3 轨道边缘提取 |
| 5.2.4 障碍物的图像识别 |
| 5.3 障碍物识别系统测试分析 |
| 5.3.1 毫米波雷达测试 |
| 5.3.2 热图像识别测试 |
| 5.4 全天候障碍物识别系统结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 鱼雷罐车运输安全监控系统研发与应用 |
| 6.1 罐体倾动监控系统设计 |
| 6.1.1 罐体倾动监控系统结构 |
| 6.1.2 配置模块设计 |
| 6.1.3 图像采集模块 |
| 6.1.4 倾角计算模块 |
| 6.1.5 倾动控制模块 |
| 6.2 鱼雷罐车运输安全监控预警系统设计 |
| 6.2.1 配置模块 |
| 6.2.2 轮对振动状态传感器数据采集模块 |
| 6.2.3 GPS、UWB定位数据采集模块 |
| 6.2.4 障碍物信息分析模块 |
| 6.2.5 位置信息分析模块 |
| 6.2.6 制动信号触发模块 |
| 6.3 联动控制系统结构设计 |
| 6.3.1 鱼雷罐车运行安全综合判断与联动制动系统设计 |
| 6.3.2 机车应急排空电磁阀的控制系统设计 |
| 6.3.3 安全监控联动系统结构 |
| 6.4 鱼雷罐车转运安全监控预警装备示范应用 |
| 6.4.1 罐体倾动防倾翻监测与控制装备 |
| 6.4.2 鱼雷罐车运输作业防倾翻监控预警装备 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 附录3 软件源代码(局部) |
| 附录4 系统界面 |
| 附录5 示范施工现场 |
四、基于图像处理的非接触式高温测量方法的进展（论文参考文献）
- [1]圆管内壁覆膜动力学特性实验研究[D]. 张伟. 桂林电子科技大学, 2021
- [2]基于元素自激辐射能量谱的温度场探测重构与实验技术研究[D]. 刘轩达. 中北大学, 2021(09)
- [3]基于数字成像和图像处理的转速和振动测量研究[D]. 王天宇. 华北电力大学(北京), 2021
- [4]高寒地区无砟轨道板温度及裂缝双参数检测技术研究[D]. 崔双龙. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]基于双目视觉的主运皮带煤量三维测量研究[D]. 宋伟思. 西安科技大学, 2021(02)
- [6]基于RAW图像的碳氢火焰温度与黑度检测研究[D]. 张安琪. 武汉科技大学, 2021(01)
- [7]基于图像处理的低温推进剂液位测量技术研究[D]. 付耀衡. 中国运载火箭技术研究院, 2021(02)
- [8]基于重聚焦光场图像的三维发光火焰温度场层析重建[D]. 李天骄. 哈尔滨工业大学, 2021
- [9]基于压缩感知的燃烧温度场偏折层析成像方法研究[D]. 李化欣. 中北大学, 2020(03)
- [10]基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究[D]. 张先勇. 华中科技大学, 2020(01)