[发明专利]一种光谱吸收率分布获取方法及系统

权利要求书

1.一种光谱吸收率分布获取方法，其特征在于，所述光谱吸收率分布获取方法包括：

首先，针对强偏折燃烧场的非均匀折射率分布特征，利用基于局部折射率梯度和自适应步长的光线追迹优化方法，获取激光在强偏折场中的真实传输轨迹及偏折路径和偏折角偏折特征参数；

其次，用离散化的偏折积分路径逼近实际传输中的曲线积分路径，基于偏折特征参数对光谱吸收率投影矩阵及路径矩阵进行重排和修正，从而建立偏折路径下的光谱吸收率分布重建方程组；基于得到的光束离散化偏折路径，确定每条光线实际穿过的重建网格序列，对光谱吸收率投影矩阵A_v及路径矩阵L进行重排和修正，从而建立偏折路径下的光谱吸收率分布重建方程组，得到偏折路径下的系数矩阵L′和投影矩阵A_v′，光谱吸收率a_v；进而构建偏折路径下的重建方程组：

L′a_ν＝A′_v；

最后，利用改进的同步迭代重建算法对所述重建方程组进行稳定优化求解，最终实现对强偏折燃烧场中光谱吸收率分布的高精度获取。

2.如权利要求1所述的光谱吸收率分布获取方法，其特征在于，根据每重建网格中的折射率分布梯度，利用自适应步长光线追迹法对每个重建网格内的光线路径进行迭代追踪，获得各重建网格内的光束离散化偏折路径，并利用离散化的偏折积分路径逼近实际传输中的光束积分路径。

3.如权利要求1所述的光谱吸收率分布获取方法，其特征在于，采用改进的同步迭代重建算法对重建方程组进行求解，利用“线搜索”方法确定松弛因子，通过多次迭代寻优，得到光谱吸收率a_v的分布重建结果；

使用SNR_P指标对重建误差进行评估：

其中，K是矩阵的维度，R(x,y)和O(x,y)分别是位置区域内(x,y)位置处的重建值和原始值，R_max是R的最大值，重建结果的SNR_P为40.6dB；量化误差的值取决于圆形区域内的温度及光谱吸收率范围及量化的划分方式，失真发生在离散过程中。

4.一种实施权利要求1～3任意一项所述的光谱吸收率分布获取方法的光谱吸收率分布获取系统，其特征在于，所述光谱吸收率分布获取系统包括：

偏折特征参数获取模块，用于利用基于自适应步长的光线追迹优化算法获取多路激光在强偏折场中的真实传输轨迹及偏折路径和偏折角在内的偏折特征参数；

重排和修正模块，用于基于偏折特征参数，对光谱吸收率投影矩阵及路径矩阵进行重排和修正；

重建方程组建立模块，用于建立偏折路径下的光谱吸收率分布重建方程组；

稳定优化求解模块，用于利用改进的同步迭代重建算法对所述重建方程组进行稳定优化求解，

光谱吸收率分布获取模块，用于实现对强偏折燃烧场中光谱吸收率分布的高精度获取。

5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：

针对强偏折燃烧场的非均匀折射率分布特征，利用基于局部折射率梯度和自适应步长的光线追迹优化方法，获取激光在强偏折场中的真实传输轨迹及偏折路径和偏折角偏折特征参数；

利用离散化的偏折积分路径逼近实际传输中的曲线积分路径，基于偏折特征参数对光谱吸收率投影矩阵及路径矩阵进行重排和修正，从而建立偏折路径下的光谱吸收率分布重建方程组；基于得到的光束离散化偏折路径，确定每条光线实际穿过的重建网格序列，对光谱吸收率投影矩阵A_v及路径矩阵L进行重排和修正，从而建立偏折路径下的光谱吸收率分布重建方程组，得到偏折路径下的系数矩阵L′和投影矩阵A_v′，光谱吸收率a_v；进而构建偏折路径下的重建方程组：

L′a_ν＝A′_v；

利用改进的同步迭代重建算法对所述重建方程组进行稳定优化求解，最终实现对强偏折燃烧场中光谱吸收率分布的高精度获取。