[发明专利]一种基于多源实测数据的火焰建模方法及其系统

权利要求书

1.一种基于多源实测数据的火焰建模方法，其特征在于，包括：

步骤1，使用摄像机、光谱仪、多波长辐射测温仪采集火焰数据；

步骤2，对火焰的三维温度场进行重建；

步骤3，对重建的所述火焰的三维温度场在时序上进行优化；

步骤4，基于采集到的实测图像数据对火焰进行绘制。

2.如权利要求1所述的火焰建模方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11，在绕火焰的水平圆周上，按等弧长均匀布置所述摄像机；

步骤12，在火焰的四周,按照正交阵列布置所述多波长辐射测温仪，采集火焰辐射出来的能量；

步骤13，利用所述光谱仪，采集火焰燃烧过程中的光谱分布信息。

3.如权利要求1所述的火焰建模方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21，使用多光谱辐射测温法求得所述多波长辐射测温仪的输出信号与目标真实温度的关系；

步骤22，使用计算机断层成像技术，结合所述的多光谱辐射测温法，得到整个火焰的三维温度场和光谱发射率。

4.如权利要求1所述的火焰建模方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31，对所述重建的火焰的三维温度场数据进行离散小波变换；

步骤32，选用高斯白噪声模型，基于小波分解对所述火焰的三维温度场进行去噪处理，然后对处理后的小波系数进行重建，得到去噪后的火焰的三维温度场数据。

5.如权利要求1所述的火焰建模方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤41，通过对所述采集到的实测图像数据进行离散小波变换，把图像分解成高精度信息和低精度信息两个部分：

步骤42，对于所述低精度信息，通过遗传算法建立所述低精度信息与所述火焰的三维温度场和光谱分布之间的映射关系；

步骤43，对于所述高精度信息，通过哈希函数建立所述高精度信息与所述火焰的三维温度场沿逆视线方向上的积分之间的索引关系；

步骤44，对于所述的火焰的三维温度场和光谱分布信息，在给定的视线下，根据所述离散小波逆变换和索引的高精度信息合成得到需要的火焰图像。

6.一种基于多源实测数据的火焰建模系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，使用摄像机、光谱仪、多波长辐射测温仪采集火焰数据；

重建模块，用于对火焰的三维温度场进行重建；

优化模块，用于对重建的所述火焰的三维温度场在时序上进行优化；

绘制模块，用于根据采集到的实测图像数据对火焰进行绘制。

7.如权利要求6所述的火焰建模系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：

摄像机布置模块，用于将所述摄像机按等弧长均匀布置在绕火焰的水平圆周上，捕获火焰图像；

多波长辐射测温器布置模块，用于将所述多波长辐射测温仪按照正交阵列布置在火焰的四周，采集火焰辐射出来的能量；

光谱仪采集模块，利用所述光谱仪采集火焰燃烧过程中的光谱分布信息。

8.如权利要求6所述的火焰建模系统，其特征在于，所述重建模块包括：

多光谱辐射测温模块，使用多光谱辐射测温法求得多波长辐射测温仪的输出信号与目标真实温度的关系；

计算机断层成像模块，使用计算机断层成像技术，结合所述的多光谱辐射测温法，得到整个火焰的三维温度场和光谱发射率。

9.如权利要求6所述的火焰建模系统，其特征在于，所述优化模块包括：

变换模块，用于对所述重建的火焰的三维温度场数据进行离散小波变换；

去噪处理模块，选用高斯白噪声模型，基于小波分解对所述火焰的三维温度场进行去噪处理，然后对处理后的小波系数进行重建，得到去噪后的火焰的三维温度场数据。

10.如权利要求6所述的火焰建模系统，其特征在于，所述绘制模块包括：

分解模块，通过对所述采集到的实测图像数据进行离散小波变换，把图像分解高精度信息和低精度信息两个部分：

关系建立模块，对所述低精度信息，通过遗传算法建立所述低精度信息与所述火焰的三维温度场和光谱分布之间的映射关系；对所述高精度信息，通过哈希函数建立所述高精度信息与所述火焰的三维温度场沿逆视线方向上的积分之间的索引关系；

图像合成模块，用于在给定的视线下，对所述的三维火焰温度场和光谱分布信息，根据所述离散小波逆变换和索引的高精度信息合成得到需要的火焰图像。