基于單相機(jī)成像和錐束層析算法的火焰三維重構(gòu).pdf

1、在火力發(fā)電廠鍋爐燃燒過程中，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)爐膛內(nèi)的火焰特性參數(shù)，包括火焰的重構(gòu)，對(duì)于燃燒過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行有重要作用。通過一種非接觸檢測(cè)手段，能夠更加實(shí)時(shí)有效準(zhǔn)確地獲得這些火焰數(shù)據(jù)，對(duì)于不同燃燒工況下分析火焰特性、輔助火焰優(yōu)化燃燒有著重要意義。通過層析成像算法可以在三維空間內(nèi)集中研究火焰特性，本課題選擇復(fù)雜性一般、分辨率高、對(duì)防護(hù)性要求不高的無源光學(xué)透射法實(shí)現(xiàn)了火焰三維重構(gòu)。
　　本課題旨在通過對(duì)無源光學(xué)層析成像法可視化和重構(gòu)火焰

2、三維圖像的現(xiàn)狀研究，解決其存在的問題，即由于成像模型和光學(xué)裝置之間的不一致性而在圖像重構(gòu)中導(dǎo)致的誤差。大部分層析成像算法都假設(shè)所有穿過像素的投射線平行于光軸，但是對(duì)于廣角物鏡的相機(jī)系統(tǒng)，實(shí)際的投影光束是堆疊的扇束或錐束，所以反投影過程中平行結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)成像模型將會(huì)在遠(yuǎn)離光軸的位置引起誤差。
　　本課題主要的研究工作是提出基于FDK的錐束層析成像算法來重構(gòu)火焰圖像，主要包括:錐束層析成像的理論基礎(chǔ)，基于FDK的錐束層析成像算法的仿真處

3、理及結(jié)果分析，搭建基于單相機(jī)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來采集實(shí)際的二維火焰圖像，然后利用基于FDK的錐束層析成像算法對(duì)采集到的火焰圖像進(jìn)行重構(gòu)。
　　通過本課題中提出的針對(duì)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱火焰的基于FDK的錐束層析成像方法，計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室規(guī)模下的燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明，該方法可以解決相關(guān)的火焰三維重構(gòu)算法中光學(xué)裝置和數(shù)學(xué)模型之間不一致性引入誤差的問題，能夠以更高的精度和更快的系統(tǒng)響應(yīng)重構(gòu)三維火焰，尤其是在遠(yuǎn)離火焰光學(xué)中心的區(qū)域，減小了重構(gòu)過程的畸變，