基于示温漆的物体表面温度场三维重构方法研究

发布时间：2024-02-15 13:39

　　示温漆是一种温度敏感涂料,将其涂敷在物体表面,其颜色会随物体温度变化而永久改变,可以通过观测其颜色确定物体经历的最高温度,被广泛应用于航空发动机高温部件的表面温度测量。基于图像的示温漆自动判读技术利用图像分割、机器学习等方法,能够快速得到示温漆图像的温度分布情况。但二维的判读结果,不方便设计人员直接与仿真计算获得的物体表面三维温度场进行比较。本文结合示温漆自动判读技术与三维重建技术,实现物体表面三维温度场的重构,以达到提高示温漆判读结果可视性的目标。首先研究了三维重建常用方法的算法原理、重建精度与应用需求,结合示温漆背景,提出了一种结合深度相机和单反相机对物体表面温度场进行三维重构的设想方案:深度相机用于物体表面重建,单反相机用于示温漆自动判读,将温度判读结果映射到表面模型,得到物体表面温度场模型。然后,为验证设想方案的可行性,本文利用Kinect的深度相机与彩色相机制定了原理性探究的实施方案,逐一介绍了两相机标定,深度图像滤波,点云分割,配准和融合,表面重建,示温漆温度判读及映射各模块采用的方法和原理。最后搭建了原理试验平台并进行了试验验证,用板凳和小方盒验证了三维重建的精度,用毛绒...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1示温漆的标准样板

1.2国内外研究现状1.2.1示温漆自动判读技术从1938年世界上第一个示温漆热色线（Thermcolorline）的出现，到目前，示漆的研制已经趋于成熟，示温漆的测温跨度为60°C至1600°C，可以针对不同用场景采用不同的示温漆[16]。示温漆的涂覆厚度不超过....

图1.2RGB颜色空间的颜色温度特性曲线

素值（RGB颜色空间或者其他颜色空间如LAB映射关系。1-1基于颜色空间的示温漆温度自动判读方法的研究情作者研究机构判读方法ndrewGriffin等英国萨里大学RGB空间志龙等国防科技大学LUV空间春武等中航工业606所LAB空间纳为....

图1.3蝶形样板上的等温线

利用机器学习算法建立等温线与统计特征的对应关系，即判读模型。蝶形样板的等温线如图1.3所示。第二步，在待测件上提取等温线，根据等温线的两边区域的颜色统计特征和判读模型，便能确定等温线的对应的温度。图1.3蝶形样板上的等温线

图1.43D模型和3D温度场

（a）文献[19]的涡轮叶片（b）文献[20]的涡轮轴组件图1.43D模型和3D温度场在国内，2017年北京动力机械研究所[21]通过控制CCD相机在水平和垂直方向旋转角度，获取物体3D点云并手动拼接点云，利用Delaunay三角网构法得到物体的表面模型....

本文编号：3899838