球形火焰實時圓檢測算法研究.pdf

1、層流火焰是綜合體現混合氣氣體流動、化學反應和分子運輸等特性的最基本的燃燒現象，它是湍流火焰研究的重要基礎，并最終為發(fā)動機燃燒模擬以及優(yōu)化研究提供基礎數據。向外傳播的球形火焰法因具有相關參數易于控制、火焰拉伸率定義明確、實驗條件較為寬廣等優(yōu)點，在獲取燃料層流燃燒特性上得到了廣泛應用。實驗中，高速攝像機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，利用計算機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)定的結果。
　　常規(guī)的球形火焰半徑測量算法是以犧牲計算精度為代價的，雖然處理效率高，但檢測結果存在較大偏差，而常用的圓檢測算法通常計算量比較大，不能滿足實時檢測的要求。因此，本文結合球形火焰圖像的特點，提出準確而高效的算法，主要工作如下：
　?。?）根據球形火焰圖像的特點，設計了有效的預處理方法。利用幀間差分去除點火電極、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立的噪聲點；最后用Canny算子邊緣檢測及射線

3、定弧法捕捉圖像二值化邊緣。
　?。?）結合畫圓算法，采用假設到驗證的思路，提出了圓生成算法圓檢測算法。該算法能夠達到亞像素級的檢測精度，相較于國內其他課題組使用的方法在精度上有了很大的提升。
　?。?）提出了基于圓直徑特征的Hough變換圓檢測算法，該算法的特點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，再利用Hough變換中證據累積的思路算出圓的圓心位置和半徑大小。實驗證明，該算法在保證檢測精度的同時，相