一种等离子体的三维分布重建方法及相关装置制造方法及图纸

本申请公开了一种等离子体的三维分布重建方法及相关装置，方法包括：通过相机获取目标等离子体的多角度图像；将多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果；基于预设约束方程，采用预置迭代算法根据三维分布预测结果进行迭代优化计算，得到等离子体三维分布重建结果。通过预置三维卷积预测模型进行三维分布预测是端到端的三维分布重建过程；为了进一步提高三维形态的稳定性和可靠性，采用迭代算法进行优化计算，同时也确保了三维分布重建结果的准确性。本申请能够解决现有技术耗费的时间成本较大，三维形态缺乏稳定性，且精准度较低，导致重建效果较差的技术问题。建效果较差的技术问题。建效果较差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体的三维分布重建方法及相关装置


[0001]本申请涉及三维重建
，尤其涉及一种等离子体的三维分布重建方法及相关装置。

技术介绍

[0002]随着CCD、CMOS技术的蓬勃发展，使相机的拍摄速度越来越快，分辨率也越来越高，基于光学高速相机的等离子三维重建技术为等离子体诊断提供了一种非接触、高速的诊断方式。采用相机可拍摄到沿不同方向的等离子体辐射积分光强，采用一定算法，可以得到重建等离子体的三维空间光强分布，时间分辨率可以达到微秒量级，不同波段的光强与等离子体特性、等离子体温度有关。与其它诊断方式进行配合使用，可以相互补充，得到等离子体参数在三维空间分布和随时间变化的高分辨率诊断结果。进一步的通过不同波段的三维光强重建，可以对等离子体的三维温度分布进行诊断。
[0003]但是现有三维重建技术面对较大重建目标时耗费的时间长，精度较差，或者三维形态存在极强的不确定性，且受制于模型样本大小，导致实际的重建效果较差。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种等离子体的三维分布重建方法及相关装置，用于解决现有技术耗费的时间成本较大，三维形态缺乏稳定性，且精准度较低，导致重建效果较差的技术问题。
[0005]有鉴于此，本申请第一方面提供了一种等离子体的三维分布重建方法，包括：
[0006]通过相机获取目标等离子体的多角度图像；
[0007]将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，所述预置三维卷积预测模型通过多角度二维图像数据集和三维分布重建数据集训练得到；
[0008]基于预设约束方程，采用预置迭代算法根据所述三维分布预测结果进行迭代优化计算，得到等离子体三维分布重建结果。
[0009]可选的，所述通过相机获取目标等离子体的多角度图像，之后还包括：
[0010]对获取到的所述多角度图像进行中值去噪操作。
[0011]可选的，所述将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，之前还包括：
[0012]根据同类等离子体的空间三维分布尺寸和捕捉的多角度投影图像的像素点数确定重建区域尺寸、单方向投影光线数量和总投影光线数量；
[0013]根据所述重建区域尺寸对重建区域进行网格划分，得到多个子网格；
[0014]在所述重建区域的所述子网格基础上沿垂直于水平面的方向进行层次划分，得到多个层面；
[0015]基于划分得到的所述层面和所述子网格，根据投影光线数量和所述重建区域的几
何相交特性计算相交权重，得到权重矩阵，所述投影光线数量包括所述单方向投影光线数量和所述总投影光线数量；
[0016]采用预置迭代算法根据所述多角度投影图像和所述权重矩阵进行迭代计算，得到三维分布重建数据集。
[0017]可选的，所述将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，之前还包括：
[0018]采用多角度成像装置捕捉同类等离子体在不同分布模式下的多角度投影图像，作预处理后得到多角度二维图像数据集。
[0019]本申请第二方面提供了一种等离子体的三维分布重建装置，包括：
[0020]获取模块，用于通过相机获取目标等离子体的多角度图像；
[0021]预测模块，用于将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，所述预置三维卷积预测模型通过多角度二维图像数据集和三维分布重建数据集训练得到；
[0022]优化模块，用于基于预设约束方程，采用预置迭代算法根据所述三维分布预测结果进行迭代优化计算，得到等离子体三维分布重建结果。
[0023]可选的，还包括：
[0024]去噪模块，用于对获取到的所述多角度图像进行中值去噪操作。
[0025]可选的，还包括：
[0026]参数确定模块，用于根据同类等离子体的空间三维分布尺寸和捕捉的多角度投影图像的像素点数确定重建区域尺寸、单方向投影光线数量和总投影光线数量；
[0027]网格划分模块，用于根据所述重建区域尺寸对重建区域进行网格划分，得到多个子网格；
[0028]层面划分模块，用于在所述重建区域的所述子网格基础上沿垂直于水平面的方向进行层次划分，得到多个层面；
[0029]权重计算模块，用于基于划分得到的所述层面和所述子网格，根据投影光线数量和所述重建区域的几何相交特性计算相交权重，得到权重矩阵，所述投影光线数量包括所述单方向投影光线数量和所述总投影光线数量；
[0030]迭代计算模块，用于采用预置迭代算法根据所述多角度投影图像和所述权重矩阵进行迭代计算，得到三维分布重建数据集。
[0031]可选的，还包括：
[0032]图像捕捉模块，用于采用多角度成像装置捕捉同类等离子体在不同分布模式下的多角度投影图像，作预处理后得到多角度二维图像数据集。
[0033]本申请第三方面提供了一种等离子体的三维分布重建设备，所述设备包括处理器以及存储器；
[0034]所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0035]所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的等离子体的三维分布重建方法。
[0036]本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的等离子体的三维分布重建方法。
[0037]从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
[0038]本申请中，提供了一种等离子体的三维分布重建方法，包括：通过相机获取目标等离子体的多角度图像；将多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，预置三维卷积预测模型通过多角度二维图像数据集和三维分布重建数据集训练得到；基于预设约束方程，采用预置迭代算法根据三维分布预测结果进行迭代优化计算，得到等离子体三维分布重建结果。
[0039]本申请提供的等离子体的三维分布重建方法，通过训练完成的预置三维卷积预测模型直接进行三维分布预测，属于端到端的三维分布重建过程；为了进一步提高三维形态的稳定性和可靠性，采用迭代算法进行优化计算，得到优化后的结果，同时也更能确保三维分布重建结果的准确性。因此，本申请能够解决现有技术耗费的时间成本较大，三维形态缺乏稳定性，且精准度较低，导致重建效果较差的技术问题。
附图说明
[0040]图1为本申请实施例提供的一种等离子体的三维分布重建方法的流程示意图；
[0041]图2为本申请实施例提供的一种等离子体的三维分布重建装置的结构示意图；
[0042]图3为本申请实施例提供的重建区域网格划分示意图；
[0043]图4为本申请实施例提供的电弧等离子体的三维分布重建结果示意图；
[0044]图5为本申请实施例提供的针对等离子体不同三维分布重建算法迭代次数对比示意图。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体的三维分布重建方法，其特征在于，包括：通过相机获取目标等离子体的多角度图像；将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，所述预置三维卷积预测模型通过多角度二维图像数据集和三维分布重建数据集训练得到；基于预设约束方程，采用预置迭代算法根据所述三维分布预测结果进行迭代优化计算，得到等离子体三维分布重建结果。2.根据权利要求1所述的等离子体的三维分布重建方法，其特征在于，所述通过相机获取目标等离子体的多角度图像，之后还包括：对获取到的所述多角度图像进行中值去噪操作。3.根据权利要求1所述的等离子体的三维分布重建方法，其特征在于，所述将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，之前还包括：根据同类等离子体的空间三维分布尺寸和捕捉的多角度投影图像的像素点数确定重建区域尺寸、单方向投影光线数量和总投影光线数量；根据所述重建区域尺寸对重建区域进行网格划分，得到多个子网格；在所述重建区域的所述子网格基础上沿垂直于水平面的方向进行层次划分，得到多个层面；基于划分得到的所述层面和所述子网格，根据投影光线数量和所述重建区域的几何相交特性计算相交权重，得到权重矩阵，所述投影光线数量包括所述单方向投影光线数量和所述总投影光线数量；采用预置迭代算法根据所述多角度投影图像和所述权重矩阵进行迭代计算，得到三维分布重建数据集。4.根据权利要求1所述的等离子体的三维分布重建方法，其特征在于，所述将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，之前还包括：采用多角度成像装置捕捉同类等离子体在不同分布模式下的多角度投影图像，作预处理后得到多角度二维图像数据集。5.一种等离子体的三维分布重建装置，其特征在于，包括：获取模块，用于通过相机获取目标等离子体的多角度图像；预测模块，用于将所述多角度图像输入预置三维卷积预测模型中进行三维分布预测，得到三维分布预测结果，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道品，陈邦发，武利会，梁东明，陈柏全，黄静，何子兰，陈斯翔，梁家盛，李莉，温可明，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：