[发明专利]一种基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法

权利要求书

1.一种基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取固体燃料红外图像：采用红外相机拍摄燃烧室内固体燃料，获得固体燃料的红外图像；

(2)分割红外图像：选择合适阈值ζ对步骤(1)获得的红外图像进行分割，图像中大于等于阈值的记为1，低于阈值的记为0，得到二值化图像，分割公式如下：

其中，B表示二值化图像，I表示原图像，i,j表示图像中第i行，第j列个像素点；ξ表示选取的阈值；

(3)识别二值化图像中燃烧火线位置：采用选取的阈值对二值化图像进行轮廓检测，轮廓的上边缘为燃烧火线位置；

(4)计算燃料料层厚度：根据步骤(3)的火线位置，以燃料底部位置为参考位置，实时计算固体燃料料层的厚度，具体计算公式如下：

h_m＝y_m,b-y_m,f

其中，h_m表示在位置m处的料层厚度，y_m,f表示在位置m处的火线位置，y_m,b表示在位置m处的燃料参考位置。

2.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，根据红外图像的直方图特性，单峰分布采用三角形阈值法计算初始阈值，双峰分布采用大津法计算初始阈值，获得合适阈值。

3.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，基于直方图的阈值选取三角形法和/或大津法计算初始阈值后，再根据料层分割效果采用人工微调的方式选取更准确的阈值。

4.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，当获取的红外图像存在较大噪声，采用低通滤波器对图像进行平滑处理，降低噪声干扰。

5.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，采用连续多次拍摄的方法获取一系列图像，根据一系列图像的阈值求取的平均值作为最终阈值；阈值的计算公式如下：

其中，n为使用的图像数量，ξ_k表示第k张图的阈值。

6.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，采用拍摄视频的方法获取一系列连续图像，根据一系列图像的阈值求取的平均值作为最终阈值；阈值的计算公式如下：

其中，n为使用的图像数量，ξ_k表示第k张图的阈值。

7.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，当拍摄的红外图像中存在固定不变区域，依据感兴趣区域，将图像切割成若干子图分别计算阈值。

8.根据权利要求1所述的基于红外图像的实时固体燃料料层厚度的测量方法，其特征在于，当拍摄的红外图像中存在固定不变区域，采用自适应阈值算法，将图像分割成若干相同大小的区域，分别计算阈值，再根据相邻区域的阈值，采用平均法或高斯加权平均法计算最终阈值。