基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法，能对复杂工况下的火焰进行三维深度估计，并对其燃烧状态进行检测；针对传统火焰三维重建算法中存在的计算成本大，实验设备昂贵，实验操作复杂等问题都有一定的优化，对复杂工况下火焰监测提供了一种新思路。本设计搭建的火焰燃烧环境使用黑色挡板作为背景，保证拍摄的火焰图像背景单一，使用相机进行视频采集后传输到计算机中进行帧提取，将提取出的火焰图像首先经过去噪处理，再使用提前训练好的网络进行语义分割后再进行光流估计，最后将得到的光流图进行转化得到三维深度图。维深度图。维深度图。

【技术实现步骤摘要】
基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法


[0001]本专利技术属于火焰视频图像的分割
，涉及一种基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法。

技术介绍

[0002]火焰的三维模型在工业领域有极其重要的应用，火焰的三维重建可以帮助人们更加直观地了解火焰的温度分布和燃烧的充分程度，对于研究火焰的传播机理和火焰模型的动态仿真具有重要意义。
[0003]在化石燃料发电厂中，需要进行燃烧器燃烧性能分析，以提高燃料燃烧的效率，保障锅炉的安全性，并减少污染废弃物的排放。因此需要建立燃烧火焰的三维模型，进而分析燃烧特性它可以为火焰燃烧优化提供决策依据，准确了解掌握锅炉火焰的燃烧条件。但是由于火焰闪炼和无显著特征等特性，导致了火焰三维重建的难度很高，研究成果很少。尽管已有研究表明通过层析成像、匹配密集点云、贴纹理等方法能够对火焰三维结构进行一定程度的重建，但存在设备昂贵，过程复杂等问题。
[0004]2015年，任李懋在《基于计算机视觉的火焰三维重建算法的研究》中使用多目立体视觉加贴纹理的方法来进行火焰三维重建，但由于火焰瞬时速度高，多目立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，搭建单相机火焰三维重建场景；步骤2，通过步骤1搭建的场景获取火焰图像；步骤3，对步骤2获取的火焰图像进行去噪处理；步骤4，训练语义分割网络；步骤5，将火焰图像输入步骤4训练好的语义分割网络中，得到只有火焰部分的图像；步骤6，搭建光流估计网络，将步骤5所得的图像输入光流估计网络中，得到光流图；步骤7，基于步骤6所得光流图，根据光流和火焰的深度关系，计算出火焰的深度。2.根据权利要求1所述的基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法，其特征在于：所述步骤1中：单相机火焰三维重建场景包括三个模块，分别为：模块一：包括计算机、模块二：包括支架，支架上安装有摄像机、模块三：包括载物台，载物台上设有蜡烛，蜡烛的后方设有黑色挡板。3.根据权利要求2所述的基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法，其特征在于：所述支架为可升降支架，通过支架保证将摄像机光圈中心和蜡烛火焰燃烧中心放在同一水平线，并保证摄像机的视野范围不超出黑色挡板。4.根据权利要求2所述的基于光流的单相机火焰三维重建深度估计方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：点燃蜡烛，打开摄像机，采集视频，使用计算机接收视频，并使用Ubuntu 18.04+python3.7+opencv对视频...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延西，韩乐，邓毅，孙俏，李鑫玉，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：