利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法.利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布.利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度.通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础.     

基于Lazy Snapping混合模拟退火算法的高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真

提出基于Lazy Snapping混合模拟退火算法的高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真方法,以提升高压开关柜温度场仿真效果。该方法利用主动式红外图像传感器采集高压开关柜温度场红外图像后,使用直方图非线性拉伸算法对其实施增强处理;再使用Lazy Snapping算法对增强后的高压开关柜温度场红外图像进行分割,并通过混合遗传模拟退火算法合成二维纹理流场图像;以该图像为基础,使用Image Quiltingh纹理合成算法合成高压开关柜温度场三维图像,完成高压开关柜温度场红外三维图像重建仿真过程。实验结果表明：该方法可有效增强高压开关柜温度场红外图像,其分割红外图像时的交并比数值接近1.0;可依据其生成的二维纹理流场图像生成三维图像,温度场仿真数值最大偏差仅为0.03℃。     

一种改进的基于递归门限分析的红外舰船目标图像分割方法

红外舰船目标的图像分割一直是国内外极为关注的热点问题.针对传统Otsu分割方法在目标的相对面积较小时背景信息容易误分的问题,在对舰船目标背景红外成像特性分析的基础上,改进了基于递归门限分析的Otsu法,并对传统Otsu法、基于递归门限分析的Otsu法和改进的方法做了对比实验,实验结果表明,改进后的方法能快速有效的完成对红外舰船目标的分割.     

基于分形拟合误差的红外烟幕遮蔽效果评估方法

红外烟幕是红外成像跟踪系统的一种重要的对抗手段,它对舰船目标遮蔽程度的强弱直接影响跟踪系统的作战性能.研究了基于分形拟合误差的红外烟幕对舰船目标遮蔽效果的评估方法,改进了毯子覆盖法进行分形维计算的实现方法.与对比度评估方法和相关度评估方法的比较实验表明,基于分形拟合误差的评估方法能够更好地反映红外烟幕对舰船目标的遮蔽程度,是一种有效的评估方法.     

基于空间联合的红外舰船目标数据增强方法

针对红外舰船目标图像数据少、获取难度高等问题,结合图像的几何变化以及金字塔生成对抗网络的特征拟合,提出一种几何空间与特征空间联合的红外舰船目标图像数据增强方法。首先,利用基于几何空间的几何变换、混合图像及随机擦除等图像变换方法对红外舰船目标图像进行增强;然后,根据红外舰船图像特点,改进金字塔生成对抗网络（SinGAN）,在生成器引入In-SE通道间注意力机制模块,增强小感受野特征表达,使其更适合用于红外舰船目标;最后,在数据集层面联合基于几何空间的几何数据变换和基于特征空间的生成对抗网络两种方法,完成对原始数据集的数据增强。结果表明:以YOLOv3、SSD、R-FCN和Faster R-CNN目标检测算法为基准模型,开展红外舰船图像数据增强仿真实验,采用增强数据训练的网络模型的舰船目标检测平均精度（mAP）均提高了10%左右,验证了所提方法在小样本红外舰船图像数据增强方面的可行性,为提高红外舰船目标检测算法提供了数据基础。     

数值模拟舰船排气引射装置的红外特性

采用к－з两方程模型和壁面函数法数值模拟舰船排气系统红外抑制装置缩比模型的湍流场和温度场分布。经实验校模后利用自模化原理半数值模拟方法推广到实物装置上去。在建立了观察点与装置有关区域之间看视关系后，利用Ｈｏｔｔｅｌ的区域法就可计算获得装置的红外辐射场分布。     

面向对象的舰船红外特征动态仿真

讨论了基于UML的舰船红外特征动态模拟,通过采用面对对象方法的技术,编制了舰船红外特征模拟软件,得到了较为满意的计算结果。这对增强舰船隐蔽性、保密性、生存能力和红外对抗能力都有重要意义;另外,对舰船的红外隐身设计也有一定的指导意义。     

光线分布对基于TDLAS温度场二维重建的影响

基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术采用代数迭代算法实现燃烧场温度二维重建。在有限入射光线数目下为获得最佳重建结果,研究了扇形光束和平行光束分布下光线数目、网格数目对温度场重建结果的影响规律。提出虚拟光线方法,通过在相邻光线间增加虚拟光线,减小网格间距以增加网格数目,满足在光线数目较少情况下,实现了较为细致的二维温度场重建。计算结果表明当光线间距与网格间距比在0.6~1范围内时,重建温度场相对均方误差最小。在相同入射光线数目情况下,虚拟光线法可以有效降低重建温度场相对均方误差,提高重建二维温度场精确度。     

红外高温温度场中非完全温度点重建方法与预测精度的研究

在高温温度场重建过程中,仍然需要通过温度场的单点温度值来构建整个温度场的温度分布情况。以焊接温度场为例,通过反距离加权法、克里格法和样条函数法三种插值方法,分别对其空间变异和布局进行了分析和重建。结果表明:不同插值方法对预测精度影响不显著,而采样点数量则显著影响了温度场空间分布的重建精度。在温度场重建过程中,25个采样点进行重建是比较适宜的采样数量。将得出的结论与最佳采样公式进行比较,发现使用公式计算的最佳采样数量相对偏低,说明不考虑采样点实际的空间变异情况,仅使用最佳公式得到的采样数量进行温度场的重建会导致重建结果的不准确。     

基于梯度统计特性的自动红外舰船目标检测

红外舰船目标检测是舰船目标识别与跟踪的重要基础。针对典型复杂海天场景下的红外舰船目标检测,本文提出了一种基于多尺度局部边缘梯度统计特性的目标检测算法。算法改进了传统的基于ROI的红外舰船目标检测方法I并0用多尺度局部边缘梯度的统计特性,自适应的检测出完整的舰船目标。实验结果表明,该算法能够有效准确地检测出多种复杂海天场景下的红外舰船目标,且算法简单易于实现。     

一种人体体表三维温度场的融合重建方法

重建人体体表三维温度场能够为包括诊断在内的多项人体医学分析提供可靠数据.由于红外成像具有温度测量精度低、成像分辨率不足以及显示效果较差等缺陷,导致重建的目标三维温度场的可靠性存在不足.针对这些问题,提出一种针对人体体表的三维温度场的融合重建方法.即首先采用黑体测温标定的方法,对红外热像仪的测温结果进行误差修正;其次对红...     

基于表面测温等方差拟合的管内流量及温度识别

基于表面测温的管内流量及温度识别问题在红外无损检测领域还处于起步阶段，是目前红外无损检测技术从定性向定量发展的关键理论基础。针对目前流量识别结果较温度识别结果差和基于最小二乘拟合的识别方法精度有限的问题，使用Gnielinski关联式建立管道充分发展段的一维传热模型，并采用Levenberg-Marquardt （L-M）算法根据表面检测温度进行管内流体流量及温度的识别。通过理论推导和具体算例得，待识别参数的相对识别误差值与参数灵敏度最大值和参数真实值乘积的绝对值成反比关系，含测温误差的温度分布与基于最小二乘拟合得到的温度分布之间的方差不等于测温误差标准偏差的平方与测温点个数的乘积，同时提出了基于表面测温等方差拟合的管内流量及温度的识别方法。数值实验证明该方法在存在测温误差时仍可以精确识别出管内流量及温度。     

燃烧流场温度二维重建多吸收谱线重建方法

可调谐半导体激光层析技术可以实现对燃烧流场温度和组分浓度的二维分布测量。提出了一种基于多条吸收谱线组合的燃烧场温度二维重建方法,该方法利用每条吸收谱线对温度的敏感度不同,采取优化组合的方式得到每组吸收谱线对最佳的重建温度区域。文中使用四条H2O吸收谱线,模拟了温度在300~1 500 K范围时高斯分布和随机分布温度二维重建,比较了采用双线法和多条吸收谱线组合方法的温度重建结果。结果表明:采用吸收谱线组合方法和双线法的温度重建误差分别为0.039 6和0.095 2,吸收谱线组合方法可以有效提高重建结果质量。在实际工程应用中,当可以提前预估流场温度重建范围的情况,采用文中提出的多条吸收谱线组合方法可以二维重建结果质量。     

环境温度对红外测温精度的影响及补偿方法研究

针对在线式红外测温仪的测温精度易受环境温度影响,导致测温误差增大的问题,提出一种基于环境温度的红外测温补偿方法,以减少测温误差.首先根据红外测温原理,搭建了红外测温实验平台,获取了不同环境温度下的测温数据;然后利用最小二乘法原理对提取的测温误差均值进行误差-环境温度的曲线拟合,得到了红外测温补偿模型;最后对其进行了实验验证.实验结果表明,使用该补偿模型对红外测温数据进行补偿,得到的红外测温值与真实目标温度值的最大相对误差为0.29％,说明提出的补偿方法降低了环境温度对红外测温的影响,有效提高了红外测温精度.     

三维温度场声学测量重建及计算机仿真

相比单点温度测量而言,温度场的测量更加重要。温度场声学测量是目前最有发展前景的一种温度场测量方法,国内尚无人开展三维温度场声学测量的研究,为此,采用计算机模拟仿真的方法进行了三维温度场声学测量重建。以最小二乘方法为基础构建了三维温度场声学测量重建算法,以安装了32只声发射/接收传感器、并被均匀地分割成64个空间网格的正立方体型区域为测量空间,在考虑和不考虑＂声线弯曲效应＂的情况下,对球对称型模型温度场进行了仿真重建。仿真结果不仅与理论预测符合得较好,而且在考虑了＂声线弯曲效应＂后,温度场的反演精度有了很大提高,说明＂声线弯曲效应＂是影响温度场重建质量的重要因素之一。     

补偿强反光体表面红外测温误差的算法研究

针对运动强反光体表面温度实时测量困难、精度低这一难点,本文从红外测温原理入手,分析并揭示了红外测温精度易受到被测物体反射率、测量距离、测量环境、红外入射角等因素的影响。根据铝板材加工设备轧辊表面测温实际需要设计了一种利用红外传感器实现对强反光体表面温度点对点测量的方案。通过对测量数据的研究分析建立了一种基于斯忒藩定律的红外入射角度补偿算法,以此减小因红外入射角度变化产生的测温误差。实验结果证明本方法能较好地弥补红外入射角度变化产生的测温误差,提高测温精度。该补偿算法运算简单,适应性强,为改善入射角度变化对测温精度影响提供了新的方法。     

用红外热像仪测量电机表面温度和估计电机运行电流

用红外热像仪检测电机的表面温度分布,对于研究电机表面温度分布与电机定子工作电流之间的关系并及时、有效地发现电机运行时存在的事故隐患和故障先兆具有重要意义.利用有限体积法建立了三相异步电机的稳态传热数学模型.通过将传热反问题中的函数规范法用于Y100-L2型电机定子电流的估计,分析了电机表面温度的测量误差对估计电流误差的...     

红外多谱线二维辐射温度场重建算法的研究

对于2000 K以上的温度场,采用热像仪对温度场进行检测时,由于热像仪存在饱和问题,所以采用热像仪重建温度场这种测量的方法已不再适用。利用多组光学探头通过光纤远传,实现多光谱多通道数据的测量。在无需预先假设发射率与波长之间的模型关系基础上,通过迭代算法获得表面某些点的真温。通过布置成十字测温结构的多光谱方法实现涡轮增压锅炉多点温度的测量,构建了整个高温温度场的温度分布。结果表明:该方法用来测量高炉温度场分布可行、预测误差较小,可以为高温温度场的分析诊断提供参考。     

Reconstruction of Vectorial Acoustic Sources in Time-Domain Tomography

A new theory is proposed for the reconstruction of curl-free vector field, whose divergence serves as acoustic source. The theory is applied to reconstruct vector acoustic sources from the scalar acoustic signals measured on a surface enclosing the source area. It is shown that, under certain conditions, the scalar acoustic measurements can be vectorized according to the known measurement geometry and subsequently be used to reconstruct the original vector field. Theoretically, this method extends the application domain of the existing acoustic reciprocity principle from a scalar field to a vector field, indicating that the stimulating vectorial source and the transmitted acoustic pressure vector (acoustic pressure vectorized according to certain measurement geometry) are interchangeable. Computer simulation studies were conducted to evaluate the proposed theory, and the numerical results suggest that reconstruction of a vector field using the proposed theory is not sensitive to variation in the detecting distance. The present theory may be applied to magnetoacoustic tomography with magnetic induction (MAT-MI) for reconstructing current distribution from acoustic measurements. A simulation on MAT-MI shows that, compared to existing methods, the present method can give an accurate estimation on the source current distribution and a better conductivity reconstruction.