温度场和变形场同步测量装置和方法

摘要

本公开涉及一种温度场和变形场同步测量装置和方法。所述装置包括照明模块，用于通过光源照射待测量对象；图像获取模块，用于获取待测量对象在照明模块通过光源照射下的第一图像和第二图像；图像处理模块，连接到照明模块和图像获取模块，用于对第一图像和第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像；图像处理模块，还用于根据第四图像的第一图像通道的灰度值，以及待测量对象的参考温度，确定待测量对象的温度场；图像处理模块，还用于根据第三图像和第四图像的第二图像通道的灰度值，确定待测量对象的变形场。通过上述装置可以使得温度场和变形场的计算结果准确性更高。

权利要求

1.一种温度场和变形场同步测量装置，其特征在于，包括：

照明模块，用于通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光光源；

图像获取模块，用于获取所述待测量对象在所述照明模块通过光源照射下的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

图像处理模块，连接到所述照明模块和所述图像获取模块，用于对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像，其中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

所述图像处理模块，还用于根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场，其中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

所述图像处理模块，还用于根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场，其中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道；

所述图像处理模块还用于：

提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过所述图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像处理模块还用于：关闭环境光时，

调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括温度获取模块，所述温度获取模块用于获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度。

4.一种温度场和变形场同步测量方法，其特征在于，所述方法包括：

通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光；

获取所述待测量对象在光源照射下的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像，其中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场，其中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场，其中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道；

所述方法还包括：

提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至3中任一项所述的温度场和变形场同步测量装置，所述装置包括图像获取模块，所述方法还包括：关闭环境光时，

调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度。

说明书

温度场和变形场同步测量装置和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及材料实验技术领域，尤其涉及一种温度场和变形场同步测量装置和方法。

背景技术

[0002] 在航空航天、燃气轮机等领域，许多关键结构部件在服役条件下，面临高温复杂环境的考验。在高温复杂环境下进行关键参数和物理量的测量、评估，对于指导材料选择、部件设计、结构优化等具有重要意义。按照测量形式，高温环境下的测量方法可分为接触式和非接触式两大类。

[0003] 现有的接触式测量方法对元器件的要求高，限制了接触式测量方法在高温环境下的应用。此外，现有的非接触式测量方法往往通过数字图像分析确定所要测量的参数。但是现有的非接触式测量方法存在光学通道之间的串扰现象，导致不同通道的响应并非完全由辐射光或反射光产生，会对非接触温度场、变形场测量造成巨大影响。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本公开提出了一种温度场和变形场同步测量装置和方法，用于解决现有技术的测量方法由于光学通道之间的串扰导致对温度场、变形场测量结果不准确的问题。

[0005] 根据本公开的一方面，提供了一种温度场和变形场同步测量装置，包括：

[0006] 照明模块，用于通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光光源；

[0007] 图像获取模块，用于获取所述待测量对象在所述照明模块通过光源照射下的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

[0008] 图像处理模块，连接到所述照明模块和所述图像获取模块，用于对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像，其中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

[0009] 所述图像处理模块，还用于根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场，其中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

[0010] 所述图像处理模块，还用于根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场，其中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道。

[0011] 在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块还用于：

[0012] 提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过所述图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

[0013] 根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

[0014] 在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块还用于：

[0015] 关闭环境光时，

[0016] 调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

[0017] 在一种可能的实现方式中，所述装置还包括温度获取模块，所述温度获取模块用于获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度。

[0018] 根据本公开的另一方面，提供了一种温度场和变形场同步测量方法，包括：

[0019] 通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光光源；

[0020] 获取所述待测量对象在光源照射下的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

[0021] 对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像，其中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

[0022] 根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场，其中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

[0023] 根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场，其中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道。

[0024] 在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

[0025] 提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过所述图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

[0026] 根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

[0027] 在一种可能的实现方式中，所述方法应用于前述所述的温度场和变形场同步测量装置，所述装置包括图像获取模块，所述方法还包括：

[0028] 关闭环境光时，

[0029] 调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

[0030] 在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

[0031] 获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度。

[0032] 根据本公开的实施例，能够对串扰响应进行标定，进而对图像进行校正，可以消除不同光通道串扰响应对图像数据采集和对温度场、变形场计算的影响，具有广泛的适用性，并且可以使得计算结果准确性更高。

[0033] 根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

[0034] 包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

[0035] 图1示出根据本公开实施例标定过程对应的温度场和变形场同步测量装置的结构示意图。

[0036] 图2示出根据本公开实施例实验过程对应的温度场和变形场同步测量装置的框图。

[0037] 图3示出根据本公开实施例的温度场和变形场同步测量方法的流程示意图。

具体实施方式

[0038] 以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

[0039] 在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

[0040] 另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

[0041] 在高温复杂环境下进行关键参数和物理量的测量、评估，对于指导材料选择、部件设计、结构优化等具有重要意义。按照测量形式，高温环境下的测量方法可分为接触式和非接触式两大类。接触式测量方法一般采用在被测物体表面放置传感器进行测量，非接触式测量则常利用光学测量方法实现。

[0042] 接触式测量方法虽然精度较高，但是为单点测量，无法获得全场信息；同时，在高温环境下，接触式测量的元器件的耐高温性及高温稳定性面临极大挑战；此外，接触式测量布线困难，对环境要求高。这些不足限制了接触式测量方法在高温环境下的应用。相较于接触式测量方法，非接触式测量方法是基于数字图像，以其全场非接触、设备便捷、高温环境适应性强等优势，在高温环境下的测量中得到了广泛研究和应用。

[0043] 高温环境下的温度场和变形场是工程技术人员首先和普遍关心的物理量。一方面，变形直接与材料、结构的应力状态相关，是考核材料性能、评判结构失效的重要指标；另一方面，大量材料属性是温度相关的，如材料弹性模量和强度，对材料高温性能进行研究，就需要判断当前材料所处的温度状态。对温度场和变形场同步测量，一方面是通过数字图像相关方法测试得到的应变实际是温度应变与由应力引起的应变之和，而对于力学研究，通常关心与应力相关的应变，因此希望能够解耦热应变和应力应变；另一方面，获取到温度场时，如果待测量对象还存在位移，则温度场已经不是原位的，还需要借助于位移场得到温度场的真实物理坐标位置，这也需要对温度场和变形场进行同步测量。

[0044] 在高温环境下，可以通过辐射光和反射光可分别获取物体表面的温度和变形信息。根据普朗克黑体辐射定律，在高温环境下，辐射光在可见光波段已有足够强度，因此原则上可以利用彩色相机的两个可见光通道获取辐射光进行测温；另一个通道获取反射光测量变形。理想情况下，不同波段的光将分别通过R、G、B三个通道到达彩色相机靶面，但实际应用中，彩色相机不可避免的存在光学通道之间的串扰现象，如，红光波段在相机的绿/蓝通道中产生的响应并不为0。这导致不同通道的响应并非完全由辐射光或反射光产生，会对温度、变形测量造成巨大影响，甚至失败。

[0045] 因此，本公开实施例提出了一种温度场和变形场同步测量装置，能够对串扰响应进行标定，进而对图像进行校正，可以消除不同光通道串扰响应对图像数据采集和对温度场、变形场计算的影响，具有广泛的适用性，并且可以使得计算结果准确性更高。图1示出根据本公开实施例标定过程对应的温度场和变形场同步测量装置的结构示意图。通过图1所示的装置示例性说明拟合串扰校正函数(即标定)的过程。如图1所示，所述装置包括图像处理模块3，图像获取模块2，照明模块1。

[0046] 照明模块1，用于通过光源照射待测量对象，其中，所述光源可以包括红光、绿光以及蓝光；

[0047] 图像获取模块2，用于获取所述待测量对象在所述照明模块1通过不同光源照射下的标定图像序列，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，在不同光源下含有不同灰度值的多个图像；

[0048] 图像处理模块3，用于提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

[0049] 根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

[0050] 在一种可能的实现方式中，光源可以包括红光、绿光以及蓝光单色光源，也可以包括红窄带光、绿窄带光以及蓝窄带光源。照明模块1可以包括可调功率光源、衰减片组、电致衰减率变化的衰减片等，其中，可调功率光源可以包括激光器或窄带LED光源。

[0051] 在一种可能的实现方式中，图像获取模块2可以包括彩色相机，包括但不限于工业CCD(charge coupled device，电荷耦合器件)相机或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。

[0052] 在一种可能的实现方式中，图像处理模块3可以包括工作站、计算机、平板设备等，本公开实施例对此不进行限定。

[0053] 在一种可能的实现方式中，示例性地，结合图1，并以图像获取模块2为CMOS相机、照明模块1光源为红窄带光、绿窄带光以及蓝窄带光为例说明拟合串扰校正函数的过程：

[0054] 照明模块1分别发出红窄带光、绿窄带光以及蓝窄带光，并照射至待测量对象的表面，图像获取模块2对准待测量对象的表面，分别获取待测量对象表面反射的红窄带光、绿窄带光以及蓝窄带光，并将所获取的图像传输至图像处理模块3。

[0055] 在一种可能的实现方式中，所述图像处理模块3还用于：

[0056] 关闭环境光时，

[0057] 调整所述图像获取模块2的拍摄参数，以使所述图像获取模块2在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

[0058] 示例性地，在图像获取模块2获取待测量对象表面的反射光之前，可以先关闭所有外部光源，使得图像获取模块2所在环境的光照强度趋近于0；再开启单一光源，例如蓝窄带光，调整图像获取模块2的光圈、曝光时间，使得图像获取模块2视野亮度合适；调整图像获取模块2的焦距，使得待测量对象表面成像清晰；接着关闭蓝窄带光，图像获取模块2拍摄待测量对象。

[0059] 通过先关闭环境光，再开启单色光调整相机参数(确保相机能够对准待测量对象的表面)，再关闭单色光，再拍摄，以使获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值，则可以排除环境光的影响。

[0060] 通过在排除环境光影响的基础上，可以确保图像获取模块2在未有环境光且未加热待测量对象时，获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值，也即，图像获取模块2所获取图像中各个光通道实际最大灰度值不超过理论最大灰度值的1/20～1/10(例如，对于8位图像，各个光通道实际最大灰度值不超过25)，从而保证后续同时测量温度场和变形场结果的准确性。本公开实施例对灰度值的第一阈值的具体取值不作限制。

[0061] 示例性地，可以通过调节照明模块1的可调功率光源的功率，使得图像获取模块2获取标定图像序列，其中，标定图像序列包括在未加热待测量对象时，通过图像获取模块2获取在不同光源下的含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道。

[0062] 在一种可能的实现方式中，以光源为红窄带光为例，

[0063] 可以将照明模块1的功率调节至w1，使得在w1发光功率下，图像获取模块2获取的图像的红光通道的最大灰度值在200以上，记录该功率下图像为R01；

[0064] 可以将照明模块1的功率调节至w2，使得在w2发光功率下，图像获取模块2获取的图像的红光通道的最大灰度值在150-200之间，记录该功率下图像为R02；

[0065] 可以将照明模块1的功率调节至w3，使得在w3发光功率下，图像获取模块2接收到的图像的红光通道的最大灰度值在100～150之间，记录该功率下图像为R03；

[0066] 以此类推，直至图像获取模块2获取的图像的红光通道的最大灰度值在50以下，则可以得到R01～R0N张图像，其中，N为图像张数。通过调整照明模块1的功率，主要目的在于改变图像获取模块2接收到的光强，从而在拟合串扰校正函数时，具有较大的拟合范围，比如，以8位图像为例，同样拟合0-255范围的曲线，采集到的光强从50-250，要比光强从100-125拟合的准确性高得多。

[0067] 提取R01～R0N张图像中红光通道对应的灰度值{IR}，其中，{IR}包括R01～R0N张图像中红光通道所有像素点对应的灰度值集合，根据红光通道对应的灰度值集合，确定R01～R0N张图像中红光在绿光和蓝光通道产生的串扰量，分别为

[0068] 根据多个串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，标定函数可以包括一次函数、二次函数、指数函数等。以标定函数为二次函数为例，红光在绿光通道的串扰量可以表示为： 红光在蓝光通道的串扰量可以表示为： 其中， 均表示二次函数的拟合系数，没有实际物
理意义。

[0069] 相应地，可以分别开启绿窄带光和蓝窄带光，确定图像中单一光源在图像另外两个光通道产生的串扰量，绿光在另外两个光通道产生的串扰量可以分别表示为蓝光在另外两个光通道产生的串扰量可以分别表示为其中， 表示绿光在红光通道产生的串扰量对应的标定函
数， 表示绿光在蓝光通道产生的串扰量对应的标定函数， 表示蓝光在红光通道产生的串扰量对应的标定函数， 表示蓝光在绿光通道产生的串扰量对应的标定函数。

[0070] 通过多个串扰量，以及标定函数形式，可以确定标定函数各个拟合系数的数值，例如以标定函数为二次函数为例，可以确定二次函数中 的值。在后续同步测量温度场和变形场的过程中，通过求解多个方程的解析解或者数值解，可以确定校正后的图像。

[0071] 至此，图像处理模块3可以拟合串扰校正函数，在后续同步测量温度场和变形场的过程中，可以对图像获取模块2所获取的图像进行串扰校正，保证测量结果的准确性。

[0072] 图2示出根据本公开实施例实验过程对应的温度场和变形场同步测量装置的框图。通过图2所示的装置示例性说明同步测量温度场和变形场的过程。如图2所示，所述装置包括图像处理模块3，图像获取模块2，照明模块1、温度获取模块4以及加热模块5。

[0073] 照明模块1，用于通过光源照射待测量对象，其中，所述光源包括绿光或者蓝光；

[0074] 图像获取模块2，用于获取所述待测量对象在所述照明模块1通过光源照射下的第一图像和第二图像；

[0075] 图像处理模块3，连接到所述照明模块1和所述图像获取模块2，用于对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像；

[0076] 所述图像处理模块3，还用于根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场；

[0077] 所述图像处理模块3，还用于根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场；

[0078] 温度获取模块4，用于获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度；

[0079] 加热模块5，用于对所述待测量对象进行加热。

[0080] 在一种可能的实现方式中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像；

[0081] 在一种可能的实现方式中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像；

[0082] 在一种可能的实现方式中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道；

[0083] 在一种可能的实现方式中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道。

[0084] 需要说明的是，本公开图2对应实施例中的照明模块1和图像获取模块2的说明可以参照本公开图1对应实施例中的照明模块1和图像获取模块2的相关说明，在此不再赘述，其中，需要说明的是，图1对应实施例中，照明模块1的光源可以包括红光、绿光以及蓝光，图2对应实施例中，照明模块1的光源可以包括绿光或者蓝光，其中，优选蓝光。

[0085] 在一种可能的实现方式中，温度获取模块4可以包括单点红外测温仪，单点红外测温仪可以通过5次/秒的速率采集待测量对象中预先设定的参考点的温度，其中，单点红外测温仪的采集频率可以与图像获取模块2的采集频率相同。

[0086] 在一种可能的实现方式中，加热模块5可以包括火焰加热器、燃气瓶，其中，火焰加热器的喷嘴内径可以为2mm，火焰加热器喷枪与待测量对象的距离可以为4-5cm，燃气瓶可以包括氧气瓶和丙烷气瓶，氧气瓶的出口气压可以为0.4MPa，排气流量可以为4.14L/min；丙烷气瓶的出口气压可以为0.095MPa，排气流量可以为2.46L/min。

[0087] 在一种可能的实现方式中，待测量对象的材料可以包括碳/碳化硅复合材料，尺寸可以是40mm×40mm×4mm。

[0088] 示例性地，以蓝光窄带光源、图像获取模块2为CMOS相机、温度获取模块4为单点红外测温仪为例，说明同步测量温度场和变形场的过程。

[0089] CMOS相机的镜头可以装备带宽为10nm的窄带蓝光滤波片21，并加装在CMOS相机上，CMOS相机、单点红外测温仪可以与图像处理模块3连接，照明模块1可以发出窄带光源，照射至待测量对象的表面，CMOS相机可以获取待测量对象的图像，并将所获取的图像传输至图像处理模块3；单点红外测温仪可以对准待测量对象表面预先设定的参考点，获取预先设定的参考点的温度。

[0090] 示例性地，照明模块1可以发出蓝窄带光，照射至待测量对象的表面，图像获取模块2可以获取待测量对象在蓝窄带光照射下的第一图像，其中，第一图像可以包括未加热待测量对象时的至少一幅图像。

[0091] 接着，可以对加热模块5的燃气瓶、管道以及接口进行安全和漏气检测，开启燃气瓶，调节出口气压，调整燃气瓶的流量，并将火焰加热器与待测量对象调整至合适距离，点火，对待测量对象进行加热。

[0092] 照明模块1再次分别发出绿光或者蓝窄带光，照射至待测量对象的表面，图像获取模块2可以获取待测量对象在不同光源照射下的第二图像，其中，第二图像可以包括加热待测量对象后的至少一幅图像。

[0093] 此外，单点红外测温仪获取待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将参考点的温度作为参考温度。

[0094] 图像处理模块3通过图1对应实施例中确定的串扰校正函数，对第一图像和第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像；根据第四图像的第一图像通道的灰度值，以及待测量对象的参考温度，确定待测量对象的温度场。

[0095] 在一种可能的实现方式中，本公开实施例可以根据第四图像的红光通道和绿光通道的灰度值，以及待测量对象的参考温度，通过如下公式(1)所示的方法，确定待测量对象的温度场：

[0096] 公式(1)：

[0097]

[0098] 其中，BRG表示第四图像中，所有像素点的红光和绿光通道的灰度值的比值集合，BRG0表示第四图像中，预先设定的参考点对应的红光和绿光通道的灰度值的比值，C2表示普朗克常数，LG表示绿光通道的中心波长，LR表示红光通道的中心波长，T表示待测量对象的温度场，T0表示预先设定的参考点的温度。

[0099] 在一种可能的实现方式中，本公开实施例可以根据第三图像和第四图像的蓝光通道的灰度值，通过数字图像相关法确定待测量对象的变形场。示例性地，其中相关函数可以采用如下公式(2)所示的形式，确定待测量对象的变形场：

[0100] 公式(2)：

[0101]

[0102] 其中，C(f,g)表示所述第三图像和所述第四图像的相关程度，f(x,y)表示第三图像中坐标为(x,y)的像素点对应的灰度值，g(x′,y′)表示第四图像中坐标为(x′,y′)的像素点对应的灰度值，fm表示第三图像中所有像素点的灰度值的均值，gm表示第四图像中所有像素点的灰度值的均值，Sr表示第三图像中所有像素点的集合，Sc表示第四图像中所有像素点的集合。

[0103] 通过本公开实施例的温度场和变形场同步测量装置，能够对串扰响应进行标定，进而对图像进行校正，可以消除不同光通道串扰响应对图像数据采集和对温度场、变形场计算的影响，具有广泛的适用性，并且可以使得计算结果准确性更高。

[0104] 图3示出根据本公开实施例的温度场和变形场同步测量方法的流程示意图。如图3所示，所述方法包括：

[0105] 步骤S301，通过光源照射待测量对象；

[0106] 步骤S302，获取所述待测量对象在不同光源照射下的第一图像和第二图像；

[0107] 步骤S303，对所述第一图像和所述第二图像的各个通道的串扰量进行校正，确定第三图像和第四图像；

[0108] 步骤S304，根据所述第四图像的第一图像通道的灰度值，以及所述待测量对象的参考温度，确定所述待测量对象的温度场；

[0109] 步骤S305，根据所述第三图像和所述第四图像的第二图像通道的灰度值，确定所述待测量对象的变形场。

[0110] 在一种可能的实现方式中，所述光源包括绿光或者蓝光。

[0111] 在一种可能的实现方式中，所述第一图像包括未加热所述待测量对象时的至少一幅图像，所述第二图像包括加热所述待测量对象后的至少一幅图像。

[0112] 在一种可能的实现方式中，所述第三图像为对所述第一图像进行校正得到的至少一幅图像，所述第四图像为对所述第二图像进行校正得到的至少一幅图像。

[0113] 在一种可能的实现方式中，所述第一图像通道包括所述第四图像的红光通道和绿光通道或者所述第四图像的红光通道和蓝光通道。

[0114] 在一种可能的实现方式中，所述第二图像通道包括所述第三图像和所述第四图像的蓝光通道或绿光通道。

[0115] 在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

[0116] 提取标定图像序列中三色光通道对应的多个图像灰度值，根据所述多个图像灰度值，确定所述标定图像序列中每个像素点对应的单一光源在另外两个光通道产生的串扰量，其中，所述标定图像序列为在未加热所述待测量对象时，通过所述图像获取模块获取的在不同光源下含有不同灰度值的多个图像，所述三色光通道包括红光通道、绿光通道以及蓝光通道；

[0117] 根据多个所述串扰量，通过预先设定的标定函数形式，拟合串扰校正函数，其中，所述串扰校正函数用于校正各个图像通道之间的串扰量。

[0118] 在一种可能的实现方式中，所述方法应用于前述所述的温度场和变形场同步测量装置，所述装置包括图像获取模块，所述方法还包括：

[0119] 关闭环境光时，

[0120] 调整所述图像获取模块的拍摄参数，以使所述图像获取模块在未加热所述待测量对象时获取的图像的三个光通道的灰度值均低于预设第一阈值。

[0121] 在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

[0122] 获取所述待测量对象中预先设定的参考点的温度，并将所述参考点的温度作为所述参考温度。

[0123] 以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。