基于双目背景纹影法的轴对称温度场自适应重构方法研究
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TB96 TH7

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国家自然科学基金项目(52375557)、中国民航大学研究生科研创新项目(2022YJS040)资助


Study on the adaptive reconstruction method of axisymmetric temperature field based on binocular background oriented Schlieren method
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    摘要:

    温度场测量在工业生产、制造领域有着非常重要的意义,纹影法作为一种流场可视化技术,可实现温度场的非接触式测 量。 然而,传统背景纹影法解算光线偏折角时需精确测量流场的中心坐标,这就极大限制了在某些工业测试领域中的应用。 针 对这种问题,本文提出一种基于双目背景纹影法的轴对称温度场自适应重构方法。 首先通过双目背景纹影成像系统从两个方 向采集温度场纹影成像,然后利用 PnP 算法通过单目视觉成像技术解算背景散斑板相对于双目相机的位置参数,进而解算温 度场中心坐标,最后通过纹影法重构温度场分布。 实验结果表明,本方法可以在对未知中心坐标的温度场进行精确重构,极大 地拓展了纹影法的应用范围。

    Abstract:

    Temperature field measurement plays a crucial role in industrial production and manufacturing. As a visualization technique for flow fields, the Schlieren method enables non-contact measurement of temperature fields. However, traditional background Schlieren methods require precise measurement of the center coordinates of the flow field when calculating the angle of light deflection,which greatly limits their application in certain industrial testing fields. To address this issue, this paper proposes a method for adaptive reconstruction of axisymmetric temperature fields based on binocular background Schlieren. Firstly, temperature field Schlieren imaging is obtained from two directions using a binocular background Schlieren imaging system. Then, the Perspective-n-Point (PnP) algorithm is employed with monocular visual imaging technology to calculate the position parameters of the background scatter plate relative to the binocular camera, thereby determining the center coordinates of the temperature field. Finally, the temperature field distribution is reconstructed using the Schlieren method. Experimental results show that this method enables precise reconstruction of temperature fields with unknown center coordinates, significantly expanding the application scope of the Schlieren method.

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    引证文献
引用本文

吴 军,王小宇,唐源鸿,张 震,郭润夏.基于双目背景纹影法的轴对称温度场自适应重构方法研究[J].仪器仪表学报,2024,45(10):168-177

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  • 在线发布日期: 2025-01-03
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