[发明专利]基于双目视觉的尾喷口温度场可视化装置及其识别方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的尾喷口温度场可视化装置，其特征在于，包括：冷却探针、顶部黑色背景板、存储有温度场测量和尾喷口识别后处理程序的处理器；

其中，冷却探针处于发动机尾喷口中轴线偏下位置；冷却探针内设置有双目相机；双目相机具有沿冷却探针轴向的顶部视角和沿冷却探针径向的侧视视角；顶部黑色背景板位于顶部视角内；发动机尾喷口位于侧视视角内；冷却探针的双目相机将拍摄到的图像发送至处理器，以便于处理根据自身存储的处理程序对图像进行处理，得到燃烧室的温度场；

工作原理是：

发动机燃烧室温度场测量时，发动机启动后，尾焰冲击探针，冷却探针内部冷却水通路保证相机工作温度，净化气通路保证相机清晰成像，侧视相机记录沿发动机轴线方向火焰图像，顶部相机记录垂直于发动机轴线方向火焰图像，顶部黑色背景板保证顶部相机拍摄图像不存在背景光，全部是发动机尾焰图像；采用比色测温法将双目相机记录的图像转化为实时温度场，然后根据温度场先验信息和双目测量数据进行尾喷口分割，由于顶部相机不存在背景光，测量的是真实温度场，得到尾喷口垂直轴线方向温度场分布情况；侧视相机记录的发动机尾喷口图像图层复杂，边界不明显，很难识别尾喷口，然而转化到温度场后，尾焰温度特征明显，背景光温度特征杂乱无规律，用温度场先验信息在温度场进行尾喷口识别；根据顶部相机得到的温度场分布先验信息，对侧视相机温度场进行图像分割，直接在温度场内进行尾喷口识别，从而高效准确地在温度场内直接排除背景光，解决复杂图像分割难题，提高CCD机器视觉温度场测量精度，实现燃烧室温度场测量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，双目相机用于分别对燃烧室的火焰和以顶部黑色背景板为背景的尾焰进行拍摄。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，双目相机的镜头包括侧视镜头和顶部镜头；冷却探针还包括：侧视观察窗、顶部观察窗、相机支架、一级冷却探针、二级冷却探针；

其中，二级冷却探针为两层结构，外层作为二级冷却水循环通路，内层顶部通过相机支架固定有双目相机，双目相机的相机导线通过内层底部伸出与处理器连接；

二级冷却探针在与双目相机的镜头对应位置上开设有侧视观察窗、顶部观察窗；观察窗通过镜片密封，将双目相机与外界隔离；二级冷却探针内嵌在一级冷却探针内，以加强换热。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，观察窗周围开设有与内层连通的净化气通路；净化气通过内层底部的净化气入口进入内层再通过净化气通路吹至镜片，形成一道镜片保护膜。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，一级冷却探针和二级冷却探针采用两套独立的冷却水循环系统。

6.一种基于双目视觉的尾喷口温度场可视化识别方法，其特征在于，包括：

接收同时拍摄到的燃烧室的火焰图像和以顶部黑色背景板为背景的尾焰图像；

将以顶部黑色背景板为背景的尾焰图像转化为尾焰温度场，得到温度场温度频率分布曲线，得到尾焰温度分布特征；

将燃烧室的火焰图像转化为含有背景光的沿发动机轴线方向温度场；

依据尾焰温度分布特征，剔除含有背景光的沿发动机轴线方向温度中温度分布范围外的样本点，再采用聚类方法剔除孤立温度样本点，得到燃烧室内不含有背景光的温度场。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，转化温度场采用比色测温法。

8.一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现权利要求6-7任一项所述方法的步骤。