本發(fā)明涉及非接觸式溫度測量，具體涉及一種瞬態(tài)溫度場測量方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、溫度是評價爆燃瞬態(tài)溫度場中毀傷效果的重要指標，它能反映武器的熱毀傷效果和能量傳輸規(guī)律。爆炸溫度場是衡量燃料空氣炸藥、溫壓炸藥和云爆武器毀傷效果的關(guān)鍵參數(shù)之一。研究爆炸過程中的溫度變化對于武器系統(tǒng)性能的研究、開發(fā)、定型和生產(chǎn)尤為重要。隨著溫壓炸藥技術(shù)的發(fā)展，爆炸火球測試方法的多樣性和炸藥熱損傷效應(yīng)的研究受到廣泛關(guān)注。
2、目前，爆燃瞬態(tài)溫度場的溫度無法僅通過理論計算和模擬評估準確測量，還需要通過實驗方法驗證測量。且由于爆炸溫度場具有持續(xù)時間短、溫度變化范圍大、溫度峰值高的特點，增加了測量的技術(shù)難度，例如，爆炸場溫度作用時間短、變化劇烈、峰值高，一般的儀器響應(yīng)速度、測試精度和高溫量程均達不到要求等等。傳統(tǒng)的溫度測量方法難以滿足這些要求，使得爆燃瞬態(tài)溫度場的測量成為近年來的一個熱點和難點研究課題
技術(shù)實現(xiàn)要素：
。
3、基于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需對上述現(xiàn)有技術(shù)難題進行攻克和解決。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，從而提供一種通過光譜與圖像融合技術(shù)實現(xiàn)瞬態(tài)溫度場二維溫度場快速重構(gòu)的方法及系統(tǒng)，適用于爆炸武器熱毀傷評估、燃料空氣炸藥性能分析等領(lǐng)域。
2、基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，包括以下步驟：
3、同步采集瞬態(tài)溫度場的原始光譜信號和原始灰度圖像，并分別進行校正處理，得到校正光譜和校正圖像；
4、基于維恩公式對校正光譜進行離散化處理，生成離散化溫度基元序列，并進一步假設(shè)將校正圖像和溫度基元序列中單個溫度基元的面積占比定義為溫度基元權(quán)重，溫度基元權(quán)重表示每個溫度基元對應(yīng)的發(fā)光面積在校正圖像中的大小；
5、以校正光譜和校正圖像作為邊界條件，使用最優(yōu)解算法求解滿足校正光譜線型且滿足校正圖像灰度直方圖的最優(yōu)的溫度基元權(quán)重；
6、根據(jù)最優(yōu)的溫度基元權(quán)重和校正圖像灰度直方圖獲取生成瞬態(tài)溫度場圖像。
7、優(yōu)選的，生成離散化溫度基元序列的具體步驟包括：
8、基于校正光譜估算瞬態(tài)溫度場的溫度范圍，并進一步在瞬態(tài)溫度場的溫度范圍內(nèi)按固定溫度間隔進行離散化處理，生成溫度基元序列。
9、優(yōu)選的，以校正光譜和校正圖像作為邊界條件，使用最優(yōu)解算法求解滿足校正光譜線型且滿足校正圖像灰度直方圖的最優(yōu)的溫度基元權(quán)重，具體包括以下步驟：
10、根據(jù)校正圖像的灰度直方圖分布規(guī)律，通過斯忒藩-玻爾茲曼定律建立灰度值-輻射亮度的映射關(guān)系，生成溫度基元權(quán)重初始分布；
11、構(gòu)建以均方誤差為目標函數(shù)的最優(yōu)解算法模型，并以溫度基元權(quán)重初始分布為迭代的起點進行優(yōu)化，同時在滿足校正光譜線型約束條件和圖像灰度直方圖約束條件的情況下，進一步求解得到最優(yōu)的溫度基元權(quán)重。
12、優(yōu)選的，目標函數(shù)具體為表征校正光譜和組合光譜的斜率均方誤差；
13、組合光譜為各溫度基元的理論幅值光譜組合。
14、優(yōu)選的，根據(jù)最優(yōu)的溫度基元權(quán)重和校正圖像灰度直方圖獲取生成瞬態(tài)溫度場圖像，具體包括：
15、利用溫度基元權(quán)重預(yù)建立溫度與輻射亮度的映射關(guān)系，以及利用校正圖像的灰度直方圖預(yù)建立灰度值與輻射亮度的映射關(guān)系；
16、同時聯(lián)合溫度與輻射亮度的映射關(guān)系、灰度值與輻射亮度的映射關(guān)系進一步得到灰度值與溫度的映射關(guān)系；
17、利用灰度值與溫度的映射關(guān)系對原始灰度圖像處理，生成瞬態(tài)溫度場的融合圖像。
18、基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)，包括；依次連接的同軸探測裝置和數(shù)據(jù)處理單元；
19、同軸探測裝置同步采集瞬態(tài)溫度場的原始光譜信號和原始灰度圖像，并分別進行校正處理，得到校正光譜和校正圖像；
20、數(shù)據(jù)處理單元中溫度基元生成模塊基于維恩公式對校正光譜進行離散化處理，生成離散化溫度基元序列，并進一步假設(shè)將校正圖像和溫度基元序列中單個溫度基元的面積占比定義為溫度基元權(quán)重，溫度基元權(quán)重表示每個溫度基元對應(yīng)的發(fā)光面積在校正圖像中的大小；
21、數(shù)據(jù)處理單元中，溫度基元權(quán)重優(yōu)化模塊以校正光譜和校正圖像作為邊界條件，使用最優(yōu)解算法求解滿足校正光譜線型且滿足校正圖像灰度直方圖的最優(yōu)的溫度基元權(quán)重；
22、數(shù)據(jù)處理單元中的瞬態(tài)溫度場圖像生成模塊根據(jù)最優(yōu)的溫度基元權(quán)重和校正圖像灰度直方圖獲取生成瞬態(tài)溫度場圖像。
23、電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)：
24、基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法。
25、計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令用于使計算機執(zhí)行：
26、基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法。
27、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：
28、本發(fā)明針對瞬態(tài)高溫場測試中存在的單點反演精度受限、空間分辨率不足等關(guān)鍵技術(shù)難題，提出基于多源信息融合的二維瞬態(tài)溫度場動態(tài)重建方法。通過建立輻射亮度傳輸方程驅(qū)動的溫度基元，將瞬態(tài)溫度場分解為具有自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的離散化溫度基元序列，結(jié)合燃燒動力學先驗知識構(gòu)建溫度-輻射亮度耦合矩陣。采用改進的非線性最小二乘法進行參數(shù)優(yōu)化，通過引入正則化約束項有效克服多參數(shù)耦合帶來的病態(tài)矩陣問題，顯著提升反演過程的數(shù)值穩(wěn)定性。同步搭建用于高速圖像探測器多光譜成像的同軸探測裝置，建立像素級輻射亮度強度與溫度基元的雙向映射機制，利用特征波長下的多光譜輻射信息構(gòu)建三維標定矩陣，實現(xiàn)空間分辨率達毫米級、時間分辨率達毫秒級的瞬態(tài)溫度場重建。
1.基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，其特征在于，生成離散化溫度基元序列的具體步驟包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，其特征在于，以校正光譜和校正圖像作為邊界條件，使用最優(yōu)解算法求解滿足校正光譜線型且滿足校正圖像灰度直方圖的最優(yōu)的溫度基元權(quán)重，具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，其特征在于，目標函數(shù)具體為表征校正光譜和組合光譜的斜率均方誤差；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量方法，其特征在于，根據(jù)最優(yōu)的溫度基元權(quán)重和校正圖像灰度直方圖獲取生成瞬態(tài)溫度場圖像，具體包括：
6.基于光譜與圖像融合的瞬態(tài)溫度場測量系統(tǒng)，其特征在于，包括；依次連接的同軸探測裝置和數(shù)據(jù)處理單元；
7.電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)：
8.計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述計算機可執(zhí)行指令用于使計算機執(zhí)行：