[发明专利]一种基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法

权利要求书

1.一种基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)拍摄火焰：用监视相机和测温相机同时对火焰拍摄；

(2)获取火焰温度与两基色强度比值的关系曲线：通过求解优化将测温相机的图像与监视相机的图像通过空间几何变换关系转化到同一坐标系下，得到火焰温度与监视相机图像中R、G、B通道所记录的强度比值之间的关系曲线，具体优化问题形式如下：

其中，为监视相机拍摄画面中坐标为(x,y)位置处火焰的估计温度；T(x,y)为监视相机拍摄画面中坐标为(x,y)位置处火焰的真实温度；S表示监控相机拍摄的画面区域；

监视相机拍摄画面中坐标为(x,y)位置处的火焰的真实温度T(x,y)为测温相机拍摄画面(x',y')位置处火焰的温度，用如下公式表示：T(x,y)＝T′(x′,y′)；

其中，(x',y')由(x,y)通过空间几何变换得到，具体表示为(x′,y′)＝f(x,y)，f为(x,y)转化为(x',y')的函数形式，f通过选择空间几何变换模型确定；

(3)温度获取：实时读取监视相机拍摄图像，任意选取两基色灰度值计算强度比值，根据步骤(2)获得的温度与两基色强度之间的关系曲线，获得火焰的温度。

2.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，监视相机拍摄画面中坐标为(x,y)位置处火焰的估计温度与两基色强度比值的关系用如下公式表示：

其中，r为任意两基色强度值的比例，k和b为温度系数。

3.根据权利要求2所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，根据r的范围将r分成n段，分别对应n个温度段，其中第i个温度段中估计温度用如下公式表示：

其中，k_i和b_i为第i个温度段的温度系数；

则优化问题形式为：

其中，为监视相机拍摄画面中第i个温度段内坐标为(x,y)位置处火焰的估计温度；T(x,y)为监视相机拍摄画面中坐标为(x,y)位置处火焰的真实温度；S_i表示第i个温度段对应的像素所在的区域。

4.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，所述空间几何变换模型包括：刚体变换、仿射变换、投影变换或非线性变换。

5.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，当监视相机和测温相机与目标物体距离不相同时，所述空间几何变换模型为投影变换。

6.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，当两相机位置相近，拍摄角度相近，所述空间几何变换模型为仿射变换。

7.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，当两相机拍摄画面具有全局变形性，所述空间几何变换模型为非线性变换。

8.根据权利要求1所述的基于普通数字相机的实时在线火焰温度测量方法，其特征在于，所述监视相机为普通数字相机，所述测温相机为热像仪或已标定的数字相机。