[发明专利]一种模型边缘烧蚀量动态测量技术

权利要求书

1.一种模型边缘烧蚀量动态测量技术，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、分析模型自发光强度较弱的波段，选择对应波段的滤光片，削弱模型自发光相对相机成像清晰度的影响；其中，将模型边缘自发光分为以下几个波段：390nm～420nm、437nm～477nm、468nm～508nm、512nm～552nm、615nm～655nm、650nm～670nm、665nm～725nm和800nm～860nm，每个波段对应一个滤光片；所述步骤一的具体步骤包括：

步骤S11、将装有两个不同波段滤光片Fi、Fj的相机固定，并调节两台相机参数，使得两台相机的曝光时间和光圈大小相同；其中，装滤光片Fi的相机为相机i，装相滤光片Fj的相机为相机j；

步骤S12、利用两台相机同步采集模型边缘烧蚀图像；

步骤S13、分析两台相机各自采集图像的灰度强度特征Ii和Ij，其中，相机i采集到的图像的灰度强度特征值为Ii，相机j采集到的图像的灰度强度特征值为Ij；若IiIj，则选取新的滤光片Fk替换滤光片Fi；若IiIj，则选取新的滤光片Fk替换滤光片Fj，最后得到模型自发光强度较弱波段对应的滤光片；其中图像灰度特征强度Ii的计算方法如下：

其中表示相机i采集的图像中灰度为x的像素点个数，Ni表示相机i采集的图像中像素点数目之和；

同理，图像灰度特征强度Ij的计算方法为：

其中表示相机j采集的图像中灰度为x的像素点个数，Nj表示相机j采集的图像中像素点数目之和；

步骤S14、重复步骤S11～步骤S13，直至遍历所有波段滤光片，最终得到试验过程中模型边缘辐射较弱的波段；

步骤二、使用相机和步骤一得到的模型自发光强度较弱波段对应的滤光片，采集模型边缘烧蚀全图像，对相机采集到的模型边缘烧蚀全图像进行亚像素边缘检测，在Canny边缘检测的基础上，通过列扫描删除模型边缘之外的像素点，提高图像边缘检测质量；

步骤三、利用相机采集标定板图像，计算图像的像素空间分辨率；

步骤四、进行数字图像判读，对比图像中模型边缘烧蚀点各时刻相对初始时刻的变化量，结合步骤三标定得到的像素空间分辨率参数，计算模型边缘烧蚀点不同时刻的烧蚀量。

2.如权利要求1所述的模型边缘烧蚀量动态测量技术，其特征在于，所述步骤二对相机采集到的模型边缘烧蚀全图像进行亚像素边缘检测的具体步骤包括：

步骤S21、利用Canny边缘检测算子检测模型边缘烧蚀图像中的边缘结构，得到仅包含亚像素精度级别的边缘结构二值化图像，即边缘结构的灰度值设置为255，其他区域灰度均为0；

步骤S22、针对二值化图像的第i行，从左至右进行列扫描，将第一次出现的边缘结构像素点灰度置为255，该行其他像素点灰度置为0；

步骤S23、遍历二值化图像所有行，完成对模型的亚像素边缘检测。

3.如权利要求1所述的模型边缘烧蚀量动态测量技术，其特征在于，所述步骤三计算图像的像素空间分辨率的方法为：利用相机采集标定板图像，若图像中两点的像素距离为l、空间距离为L，则图像中的像素空间分辨率μ为：

4.如权利要求3所述的模型边缘烧蚀量动态测量技术，其特征在于，所述步骤四计算烧蚀点沿烧蚀方向的烧蚀量的方法为：烧蚀点p为烧蚀方向与模型边缘的交叉点，烧蚀方向可根据实际需要进行人工选取；参考点q位于模型后端或与其固连的安装支架表面，在实验过程中参考点q位置保持不变；模型在图像上为正视投影，即烧蚀方向与相机靶面平行，利用数字图像处理技术，将图像坐标系x轴旋转至与烧蚀方向平行，并提取不同时刻烧蚀点和参考点在x轴上的坐标，分别记为pk、qk；

初始时刻烧蚀点与参考点之间的距离为d0＝|p0–q0|，k时刻烧蚀点与参考点之间的距离为dk＝|pk–qk|，则k时刻烧蚀点沿烧蚀方向的像素烧蚀量为Ak＝d0–dk，结合已标定得到的像素空间分辨率μ，即可得到k时刻烧蚀点沿烧蚀方向的烧蚀量