球形火焰實(shí)時(shí)圓檢測(cè)算法研究.pdf

1、層流火焰是綜合體現(xiàn)混合氣氣體流動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)和分子運(yùn)輸?shù)忍匦缘淖罨镜娜紵F(xiàn)象，它是湍流火焰研究的重要基礎(chǔ)，并最終為發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模擬以及優(yōu)化研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。向外傳播的球形火焰法因具有相關(guān)參數(shù)易于控制、火焰拉伸率定義明確、實(shí)驗(yàn)條件較為寬廣等優(yōu)點(diǎn)，在獲取燃料層流燃燒特性上得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中，高速攝像機(jī)將獲取大量球形火焰圖像，人工處理圖像工作量巨大且繁瑣，利用計(jì)算機(jī)代替人工處理圖像并獲取球形火焰半徑信息可以顯著提高工作效率，而且可以得到較為

2、穩(wěn)定的結(jié)果。
　　常規(guī)的球形火焰半徑測(cè)量算法是以犧牲計(jì)算精度為代價(jià)的，雖然處理效率高，但檢測(cè)結(jié)果存在較大偏差，而常用的圓檢測(cè)算法通常計(jì)算量比較大，不能滿足實(shí)時(shí)檢測(cè)的要求。因此，本文結(jié)合球形火焰圖像的特點(diǎn)，提出準(zhǔn)確而高效的算法，主要工作如下：
　?。?）根據(jù)球形火焰圖像的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了有效的預(yù)處理方法。利用幀間差分去除點(diǎn)火電極、圓形視窗以及未燃區(qū)域的噪聲干擾；利用中值濾波消除圖像中獨(dú)立的噪聲點(diǎn)；最后用Canny算子邊緣檢測(cè)及射線

3、定弧法捕捉圖像二值化邊緣。
　?。?）結(jié)合畫圓算法，采用假設(shè)到驗(yàn)證的思路，提出了圓生成算法圓檢測(cè)算法。該算法能夠達(dá)到亞像素級(jí)的檢測(cè)精度，相較于國(guó)內(nèi)其他課題組使用的方法在精度上有了很大的提升。
　　（3）提出了基于圓直徑特征的Hough變換圓檢測(cè)算法，該算法的特點(diǎn)是利用特定的搜索方法，直接找到圓的直徑，從而得到一組圓的參數(shù)，再利用Hough變換中證據(jù)累積的思路算出圓的圓心位置和半徑大小。實(shí)驗(yàn)證明，該算法在保證檢測(cè)精度的同時(shí)，相