CN112683338B - 多参数同步测量方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及多参数同步测量方法、装置及系统，所述方法包括：获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强；确定所述被测物的表面的温度场；确定所述被测物的表面的离面位移场；根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。本公开实施例的多参数同步测量方法，消除了现有多通道相机通道串扰易造成误差提升、离面位移无法测量的问题，实现了对被测物在高温环境下的变形场、温度场、离面位移场的同步、准确测量，具有精度高、效率高的特点。
Description
技术领域
本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种多参数同步测量方法、装置及系统。
背景技术
热防护系统是保证航天飞行器再入大气层时可靠性和安全性的重要组成部分，热防护材料/结构的性能是决定飞行任务成功的关键。为保证材料/结构在正式服役时的安全性和可靠性，完备的地面高温考核试验是必要的，利用电弧风洞加热、石英灯加热和火焰加热等的方法已经发展成为材料热考核的主要手段。为了获取材料在高温下的力学性能及其烧蚀演化规律，发展非接触式的图像采集方法尤为关键，在此基础上，实现对温度场、变形场和离面位移场的准确测量是研究的重点，现阶段，利用彩色相机获取材料考核过程图像信息是常用的技术手段，但一方面通道间的光强串扰问题严重影响测试精度，另一方面，现有的测试技术只能获取平面变形，无法准确获取离面变形。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种多参数同步测量方法、装置及系统，以准确测量温度场、变形场和离面位移场。
根据本公开的一个方面，提出了一种多参数同步测量方法，所述方法包括：
获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
在一种可能的实现方式中，所述获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，包括：
利用绿光光源产生绿色激光照射所述被测物在所述被测物的表面生成干涉散斑，并利用蓝光光源照射所述被测物，采集所述被测物的表面未加热时的初始图像；
加热所述被测物，采集多个时刻所述被测物的表面的考核图像及标定的参考点的参考温度，直到所述被测物的温度达到预设温度。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强；
利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场，包括：
求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数与校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数的差值；
求取所述红光通道的波长、所述差值的乘积；
根据所述乘积、所述参考点的参考温度及普朗克第二辐射常数，确定所述被测物的表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，包括：
根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系；
利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，还包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值，其中，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值，其中，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，包括：
根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系；
根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第三映射关系确定第六校正值，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系；
根据所述第六校正值对所述考核图像的蓝光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
在一种可能的实现方式中，在获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度之前，所述方法还包括以下步骤的至少一种：
利用蓝光光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下蓝光对红光通道的影响值的第一映射关系，及不同曝光时间下蓝光对绿光通道的影响值的第四映射关系，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
利用绿色光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下绿光对蓝光通道的影响值的第三映射关系、不同曝光时间下绿光对红光通道的影响值的第二映射关系、不同曝光时间下绿光对绿光通道的影响值的第五映射关系，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
对所述被测物进行加热，根据采集的图像获取加热过程中所述被测物各个温度对绿光通道的影响值的第六映射关系，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系。
根据本公开的一方面，提供了一种多参数同步测量装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
分离模块，用于对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
第一确定模块，用于根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
第二确定模块，用于根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
第三确定模块，用于根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
根据本公开的一方面，提供了一种多参数同步测量系统，所述系统包括蓝光光源、绿光光源、扩束器、散斑透镜、分光镜、平面反射镜、加热装置、测温仪、蓝光滤光片、多通道相机、传输装置及多参数同步测量装置，所述蓝光光源用于发出蓝光，所述绿光光源用于产生绿色激光，所述扩束器用于将绿色激光转化为多束准直平行绿色激光，所述散斑透镜用于根据多束准直平行绿色激光生成具有随机散斑分布的绿色激光散斑图案，所述分光镜用于将绿色激光分光到被测物的表面和所述平面反射镜的表面，所述平面反射镜用于作为参考平面，所述多通道相机用于进行初始图像、考核图像的采集、所述加热装置用于对所述被测物进行加热，所述测温仪用于采集所述被测物的表面的参考点的参考温度，所述蓝光滤光片设置在多通道相机的镜头前端，用于消除强光辐射的影响，所述传输装置用于传输信号及数据，
所述多参数同步测量装置，用于执行所述的多参数同步测量方法。
通过以上方法，本公开实施例通过获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，并根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，本公开实施例的多参数同步测量方法，实现了对被测物在高温环境下的变形场、温度场、离面位移场的同步、准确测量，消除了现有多通道相机通道串扰易造成误差提升、离面位移无法测量的问题，具有精度高、效率高的特点。
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
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。
图1示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的流程图。
图2示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量系统的示意图。
图3示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的示意图。
图4示出了根据本公开一实施例的多参数测量方法的示意图。
图5示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的示意图。
图6示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量装置的框图。
具体实施方式
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。
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。
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。
请参阅图1，图1示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的流程图。
如图1所示，所述方法包括：
步骤S11，获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
步骤S12，对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
步骤S13，根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
步骤S14，根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
步骤S15，根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
通过以上方法，本公开实施例通过获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，并根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，本公开实施例的多参数同步测量方法，实现了对被测物在高温环境下的变形场、温度场、离面位移场的同步、准确测量，消除了现有多通道相机通道串扰易造成误差提升、离面位移无法测量的问题，具有精度高、效率高的特点。
在一种可能的实施方式中，本公开实施例的多参数同步测量方法可以应用在处理组件中，处理组件包括但不限于单独的处理器，或者分立元器件，或者处理器与分立元器件的组合。处理器可以按任何适当的方式实现，例如，可以采用微处理器、中央处理器(CPU)、存储器控制器中的控制逻辑部分等实现。
在一种可能的实施方式中，所述多参数同步测量方法的可执行指令、数据可以存储在存储组件中，存储组件可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
在一个示例中，处理组件可以调用存储在存储组件中的指令、数据以实现被执行所述多参数同步测量方法的各个步骤，可以实现对被测物在高温环境下的变形场、温度场、离面位移场的同步、准确测量。
下面对多参数同步测量方法的应用环境进行示例性介绍。
请参阅图2，图2示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量系统的示意图。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述系统可以包括蓝光光源001、绿光光源002、扩束器003、散斑透镜004、分光镜005、平面反射镜006、加热装置007、测温仪008、蓝光滤光片009、多通道相机010、传输装置011及多参数同步测量装置012，所述蓝光光源001用于发出蓝光，所述绿光光源002用于产生绿色激光，所述扩束器003用于将绿色激光转化为多束准直平行绿色激光，所述散斑透镜004用于根据多束准直平行绿色激光生成具有随机散斑分布的绿色激光散斑图案，所述分光镜005用于将绿色激光分光到被测物的表面和所述平面反射镜006的表面，所述平面反射镜006用于作为参考平面，所述多通道相机010用于进行初始图像、考核图像的采集、所述加热装置007用于对所述被测物013进行加热，所述测温仪008用于采集所述被测物013的表面的参考点的参考温度，所述蓝光滤光片009设置在多通道相机010的镜头前端，用于消除强光辐射的影响，所述传输装置011用于传输信号及数据，所述多参数同步测量装置012可以用于执行所述多参数同步测量方法的各个步骤，并实现对所述系统中各个器件、装置的控制。
在一个示例中，所述加热装置007可以产生高温环境以加热被测物，例如，所述加热装置007可以在高温电弧风动环境下，产生局部温度超过2000℃的高温热流，以对被测物进行加热。
在一个示例中，如图2所示，所述蓝光光源002与所述蓝光滤波片009可以配合使用，在补偿环境光的同时，可以抑制过高的强光辐射。
在一个示例中，所述多通道相机010可以为三通道彩色CCD(Charge-coupledDevice，电荷耦合元件)相机，可以包括红光通道R、绿光通道G及蓝光通道B，相机可以包括机身及镜头，如图2所示，蓝光滤光片009可以设置在镜头前。在一个示例中，多通道相机还可以包括其他类型，例如可以包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机。在一个示例中，多通道相机也可以包括其他数目、其他类型的通道，对此，本公开实施例不做限定。
在一个示例中，测温仪008可以为红外测温仪或其他类型的测温仪，测温仪008可以采集任意时刻被测物的表面任意位置的单点温度。
在一个示例中，绿光光源002可以为绿光激光器，用于发出绿色激光。
在一个示例中，蓝光光源001可以为蓝光发生器，用于发出蓝光。
本公开实施例对绿光光源、蓝光光源的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以根据需要选择相关技术中蓝光光源、绿光光源。
在一个示例中，传输装置011可以与多通道相机010、测温仪008、蓝光光源001、绿光光源002、多参数同步测量装置012连接，可以用于传输测量装置发送的控制信号(包括同步控制信号)到多通道相机010、测温仪008、蓝光光源001、绿光光源002的至少一个，也可以用于传输多通道相机010、测温仪008采集的数据到测量装置。
本公开实施例对传输装置的实现方式不做限定，本领域技术人员可以采用相关技术实现。
图2及以上对多参数同步测量系统的介绍是示例性的，不应视为是对本公开实施例的限定，在其他的实施方式中，所述系统还可以包括其他器件，各个器件(如散斑透镜004、分光镜005、扩束器003、平面反射镜006)的排列方式也可以为其他，本领域技术人员可以根据实际应用场景灵活设定各实施方式，对此本公开实施例不做限定。
下面对利用多通道相机进行变形场、离面位移场、温度场的同步测量的原理进行示例性介绍。
请参阅图3，图3示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的示意图。
在一种可能的实施方式中，如图3所示，多通道相机010可以包括镜头0101及机身0102，在镜头0101前可以设置蓝光滤波片009降低高辐射光的影响，然而，虽然在多通道相机010(如三通道CCD)前端加装了具有带通滤波效果的蓝光滤波片009，滤除了高温下过多的强光辐射(主要为红光和绿光)，但随着温度的升高和相机之间通道串扰的存在，相机的蓝光通道强度最高、绿光通道强度次之、红光通道强度最小。
在一个示例中，由于蓝光通道的强度值最高，且外加蓝光照射的作用下，被测物008表面的形貌十分清晰，因此，可以用于数字图像相关的子区域匹配，进而实现变形场的确定。
在一个示例中，外加绿光激光生成的表面电子散斑可以被相机的绿光通道接收，因此，提取绿光通道信息后可以获取到变形前后散斑的图案，进而实现离面位移场(包括三维形貌)的确定。
在一个示例中，由于红光通道远离蓝光通道，且外加蓝光和相机通道串扰带来的光强影响最小，因此，可以红光通道用于单通道的高精度的温度场的确定。
因此，本公开实施例通过将多通道相机拍摄得到的图像进行通道分离，利用各个通道的数据可以得到被测物的温度场、变形场、离面位移场等参数。
下面对所述多参数同步测量方法的各个步骤的可能实现方式进行示例性介绍。
在一种可能的实现方式中，步骤S11获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，可以包括：
利用绿光光源产生绿色激光照射所述被测物在所述被测物的表面生成干涉散斑，并利用蓝光光源照射所述被测物，采集所述被测物的表面未加热时的初始图像；
加热所述被测物，采集多个时刻所述被测物的表面的考核图像及标定的参考点的参考温度，直到所述被测物的温度达到预设温度。
在一个示例中，多参数同步测量装置可以通过传输装置发送控制信号控制绿光光源产生绿色激光，绿色激光通过扩束器、散斑透镜、分光镜在被测物的表面产生干涉散斑，并控制蓝光光源产生蓝光以照射被测物，并控制多通道相机采集初始图像。
在一个示例中，多参数同步测量装置可以通过传输装置发送控制信号控制加热装置对被测物进行加热，在加热过程中，发送控制信号控制测温仪采集参考位置的参考温度，同时，控制多通道相机采集考核图像。
本公开实施例对采集考核图像、参考温度的具体时刻、数目不做限定，本领域技术人员可以根据需要设置，对具体的参考位置不做限定，本领域技术人员可以根据需要标定。
下面对温度场的确定进行示例性介绍。
在确定温度场时，相关技术中较为常用的是双比色测温方法，其基本原理是利用相机获取物体图像，同时提取图像的红光信息和绿光信息，利用红外测温仪获取表面单点参考温度，根据比色测温法的基本原理计算得到全场温度。
其中，T是材料表面上任何一点的温度，T0是单点红外测温仪测量的参考温度。λR和λG分别是CCD摄像机的红光通道R和绿光通道G通道对应光场的波长。IR和IG是从彩色CCD摄像机捕获的图像获得的灰度值，IR0和IG0表示参考点的灰度值。C2是普朗克第二辐射常数。
然而由于相机通道间的响应波长区间互有重叠，通道间的串扰现象不可避免，外加蓝光的施加会显著影响G通道和R通道的强度值，进而导致计算结果的误差大大提升，并且由于G通道更加靠近B通道，串扰现象也更为明显，误差更大。更重要的是，由于外加绿光激光的影响，G通道的强度值也被显著影响，因此此时的双比色测温方法已无法使用。
本公开实施例提出一种新的温度场确定方法，以在外加蓝光、绿光激光时，降低各个通道的强度值的计算误差，消除串扰现象，提高温度场的测量精度。
在一种可能的实现方式中，步骤S13根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，可以包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强；
利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场。
本公开实施例可以利用基于第一映射关系、第二映射关系得到对考核图像及参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，对考核图像及参考点的红光通道进行校正，消除蓝光对红光通道的影响及绿光(指绿色激光)对红光通道的影响，从而提高确定的温度场的准确性。
在一个示例中，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，可以包括：
将所述考核图像的红光通道的光强与所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值之差作为校正后的所述考核图像的红光通道的光强。
在一个示例中，可以通过如下公式实现对所述考核图像的红光通道的光强进行校正：
其中，
表示校正后的所述考核图像的红光通道的光强，IR(t)表示所述考核图像的红光通道的光强，IBR(t)表示所述考核图像的红光通道的第一校正值，IGR(t)表示所述考核图像的红光通道的第二校正值，t表示曝光时间。
在一个示例中，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强，可以包括：
将所述参考点的红光通道的光强与所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值之差作为校正后的所述参考点的红光通道的光强。
在一个示例中，可以通过如下公式实现对所述参考点的红光通道的光强的校正：
其中，
表示校正后的所述参考点的红光通道的光强，IR0(t)表示所述参考点的红光通道的光强，IBR0(t)表示所述参考点的红光通道的第一校正值，IGR0(t)表示所述参考点的红光通道的第二校正值。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场，可以包括：
求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数与校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数的差值；
求取所述红光通道的波长、所述差值的乘积；
根据所述乘积、所述参考点的参考温度及普朗克第二辐射常数，确定所述被测物的表面的温度场。
在一个示例中，求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数可以为：
校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数可以为：
求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数与校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数的差值可以为：
在一个示例中，求取所述红光通道的波长λR、所述差值的乘积可以为：
在一个示例中，根据所述乘积、所述参考点的参考温度及普朗克第二辐射常数，确定所述被测物的表面的温度场，可以包括：
利用如下公式确定所述被测物的表面的温度场：
其中，T表示被测物的表面任意一个坐标点的全场温度(温度场)，T0表示参考点的参考温度，C2表示普朗克第二辐射常数。
下面对获取确定所述被测物的表面的温度场的公式的推导过程进行示例性介绍。
由维恩定律(黑体辐射定律)可得，辐射光的强度与材料的发射率、温度和波长有如下关系：
其中，E(λ,T)表示给定波长λ和给定温度T下的光谱辐射率(即单位面积每单位时间以能量发射的单色辐射)。ε(λ,T)表示给定波长λ和给定温度T下的单色发射率。C1和C2分别是普朗克第一辐射常数第一和普朗克第二辐射常数。
对于三色典型的CCD相机，前端加装滤波片后，其感光单元可接受的辐射光强为：
其中，I表示CCD相机的感光单元可接收的光强，h(λ)表示光谱响应函数(SpectralResponse Function，SRF)，A(c,t,a)表示与CCD相机光电特性c、曝光时间t和相对孔径a有关的转换系数，k(λ)表示光学系统的透射率，λ1和λ2分别为波长λ的最小值和最大值。
根据前述的通道分离方法，可以获取得到，单独的红光通道R的强度值：
其中，IR表示CCD相机的感光单元的红光通道可接收的光强，h(λR)表示红光通道的光谱响应函数(Spectral Response Function，SRF)，
表示与CCD相机红光通道的光电特性c、曝光时间t和相对孔径a有关的转换系数，k(λR)表示光学系统红光通道的透射率，ε(λR,Ti)表示红光通道的波长λR和给定温度Ti下的单色发射率。
校正红光通道的光强为：
其中IR(t)由图像的通道分离直接获取得到。
当材料的发射率随温度变化不明显或温度影响较低时，将上式改写为如下表达式：
利用红外测温仪提供一个参考点的温度值T0，同时可获取该位置的光强值
其表达式为：
比较公式8及公式9可得：
化简公式10可得公式4。
本公开实施例通过以上方法，可以确定准确的全场温度。
在一种可能的实施方式中，第一映射关系、第二映射关系可以提前确定，并存储在存储组件中，在测量被测物的温度场时，本公开实施例可以调取存储组件中的第一映射关系、第二映射关系，根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强，并利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场，实现对被测物的温度场的准确测量。
下面对测量被测物的离面位移的可能实现方式进行示例性介绍。
在一种可能的实现方式中，步骤S14根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，可以包括：
根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系；
利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
本公开实施例在确定了被测物的表面的温度场的情况下，可以根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，并利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，从而消除温度对绿光通道的光强的影响，提高离面位移场测量的精确性。
在一个示例中，第六映射关系可以提前确定，并存储在存储组件中，供处理器调用，以实现对绿光通道的光强的校正。
在一个示例中，利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，可以包括：
将所述考核图像的绿光通道的光强IGG′(r)与所述第三校正值IG(T)进行相减，将二和的差(IGG′(r)-IG(T))作为校正后的所述考核图像的绿光通道的光强。
在一种可能的实现方式中，步骤S14根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，还可以包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值，其中，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值，其中，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
在一个示例中，第四映射关系、第五映射关系可以提前确定，并存储在存储组件中，供处理器调用，以实现对根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值、根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值。
在一个示例中，根据所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，可以包括：
将所述考核图像的绿光通道的光强IGG′(r)与所述第三校正值IG(T)、所述第四校正值IBG(t)、所述第五校正值IGG(t)进行相减，将他们的差IGG′(r)-IG(T)-IBG(t)-IGG(t)作为校正后的所述考核图像的绿光通道的光强。
本公开实施例在确定了被测物的表面的温度场的情况下，可以根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值，根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值，并利用所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，从而消除温度、蓝光、绿光对绿光通道的光强的影响，提高离面位移场测量的精确性。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，包括：
根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系；
根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场。
通过以上方法，本公开实施例可以根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系，根据所述相位关系及绿光激光的波长确定准确的离面位移场(离面位移)。
在一个示例中，所述考核图像与初始图像的相位关系可以为所述考核图像与初始图像的相位差。
在一个示例中，本公开对根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系的具体实现方式不做限定，本领域技术人员可以利用相关技术确定相位关系，例如，可以对初始图像(变形前的电子散斑图像)、考核图像(变形后的电子散斑图像)进行傅里叶变换，得到衍射光斑，再进行傅里叶逆变换并解包络(将相位全场展开得到真实的相位)，得到初始图像的相位(变形前相位)及考核图像的相位(变形后的相位)，将变形后的相位与变形前的相位做差得到所述考核图像与初始图像的相位关系。
在一个示例中，所述根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场，可以包括：
根据所述相位关系
及绿光激光的波长λG之积确定所述离面位移场d(x,y)。
在一个示例中，所述根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场，可以包括：
利用如下公式确定所述离面位移场：
其中，d(x,y)表示坐标点(x,y)的离面位移(即离面位移场)，λG表示绿光激光的波长，
表示所述相位关系。
下面对确定公式11的原理进行示例性介绍。
本公开实施例利用被测物的光学粗糙表面所造成的散射光与参考光之间的干涉对离面位移进行测量，当激光照射在被测物的表面时，其散射光在CCD相机的感光单元表面的光强
可以表述为如下的形式：
其中，r表示坐标信息，
表示光强的相位，u0(r)表示光强的幅值，
电子散斑产生的另一束参考光光强
为：
其中，uR(r)表示光强的幅值，
表示光强的相位，
发生干涉后，干涉图样在CCD相机的感光单元上生成的光强，这也是初始图像中所获得的绿光通道的光强IGG(r)：
其中，
表示光强的相位，u0、uR表示光强的幅值。
当被测物体表面发生形变后，表面各点的散斑场振幅不变，而相位将改变为
即散射的光强场分布为：
保持被测物体变形前后参考光波不变，消除通道串扰效应(高温辐射的影响IG(T)、蓝光的影响IBG(t)、绿光的影响IGG(t))的光强值影响，则变形后的CCD面上的合成光强：
采用相减模式处理散斑图，即相减后的光强为：
光波相位变化与物体形变关系为：
其中λG是所用的绿色激光波长，θ是绿色激光与物体表面法线的夹角，d1是物体形变的离面位移，d2是物体形变的面内位移。
一般情况下，照明角度较小，即cosθ≈1,sinθ≈0，所以这种单光束照明的电子散斑干涉对离面位移比较敏感，而对面内位移不敏感，因此在本公开实施例中用于离面位移的测量，而前述的蓝光通道数据用于平面的位移测量。
因此根据相位关系就可以提取得到离面位移，即公式11。
下面对利用蓝光通道的光强确定被测物的表面的变形场的可能实现方式进行示例性介绍。
在一种可能的实现方式中，步骤S15根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，可以包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第三映射关系确定第六校正值，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系；
根据所述第六校正值对所述考核图像的蓝光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
通过以上方法，本公开实施例可以根据所述考核图像的曝光时间及第三映射关系确定第六校正值，根据所述第六校正值对所述考核图像的蓝光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强，消除通道间的串扰效应，并根据所述初始图像的蓝光通道的光强、校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的准确的变形场。
在一个示例中，本公开实施例可以利用数字图像相关方法进行二维平面的变形场的计算，原理如下所示：
其中，f(xi,yi)和g(x′i,y′i)分别表示在参考子集中像素点(xi,yi)的灰度和目标子集中像素点(x′i,y′i)的灰度，u＝x′i-xi,v＝y′i-yi分别表示参考子集到目标子集在x和y方向上的位移，fm和gm分别表示参考子集和目标子集的灰度平均值。N是参考子集和目标子集中的像素数。
如公式19所示，参考子集、目标子集的选择和质量会影响后续数字图像相关法计算变形场的精度和效率，因此，本公开实施例基于以上数字图像相关法，以被测物的材料表面的本征特征点作为子集匹配的特征点，并通过求解互相关函数的极值，求解对应的位移分量u和v，得到平面位移场。
在一个示例中，在求解互相关函数的极值时，为了达到亚像素级别的计算精度，本公开实施例采用牛顿-拉普森(Newton-Raphson)方法进行数值迭代求解，从而获取高精度的变形场。
在一个示例中，在得到平面位移场数据(位移分量u和v)的情况下，基于平面位移场数据可以进一步获取应变场，例如，可以首先对平面位移场进行最小二乘拟合，再计算应变场。在一个示例中，本公开实施例可以选取平面位移场的分布函数为高阶多项式函数，获取更高精度的计算结果。
当然，以上对确定变形场(包括平面位移场、应变场)的描述是示例性的，不应视为是对本公开的示例，本公开对确定变形场的具体实现方式也不做限定，本领域技术人员可以根据相关技术实现。
下面对确定各个映射关系的可能实现方式进行示例性介绍。
请参阅图4，图4示出了根据本公开一实施例的多参数测量方法的示意图。
在一种可能的实现方式中，如图4所示，在步骤S11获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度之前，所述方法还可以包括以下步骤的至少一种：
步骤S21，利用蓝光光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下蓝光对红光通道的影响值的第一映射关系，及不同曝光时间下蓝光对绿光通道的影响值的第四映射关系，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
步骤S22，利用绿色光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下绿光对蓝光通道的影响值的第三映射关系、不同曝光时间下绿光对红光通道的影响值的第二映射关系、不同曝光时间下绿光对绿光通道的影响值的第五映射关系，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
步骤S23，对所述被测物进行加热，根据采集的图像获取加热过程中所述被测物各个温度对绿光通道的影响值的第六映射关系，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系。
通过以上方法，本公开实施例可以对蓝光、绿色激光、温度对各个通道的响应函数进行标定，以在确定被测物的各个参数时，利用标定得到的各个映射关系确定校正值，对各个通道的光强进行校正，以提高参数测量的准确性。
应该说明的是，以上方法可以在测量参数前标定存储在存储组件中，在标定后随即进行参数测量，也可以提前标定并存储在存储组件中，在对被测物进行热考核时，直接从存储组件中调取对应的映射关系，进行通道之间的串扰校正，对此，本公开实施例不做限定。
在一个示例中，步骤S21利用蓝光光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下蓝光对红光通道的影响值的第一映射关系，及不同曝光时间下蓝光对绿光通道的影响值的第四映射关系，可以包括：
发送控制信号，关闭绿光光源，打开蓝光光源照射被测物，调整相机的曝光时间(t1,t2,…tm)，其中，m为整数；
获取在不同曝光时间下的相机的绿光通道响应和红光通道响应，如可将曝光时间设置为从500ms～5000ms的不均匀的光强值，获取蓝光对于红光通道和绿光通道的响应函数(第一映射关系、第四映射关系)，该函数与曝光时间有关，分别记作：IBR(t)和IBG(t)。
在一个示例中，步骤S22利用绿色光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下绿光对蓝光通道的影响值的第三映射关系、不同曝光时间下绿光对红光通道的影响值的第二映射关系、不同曝光时间下绿光对绿光通道的影响值的第五映射关系，可以包括：
发出控制信号，关闭蓝光光源，打开绿光光源在被测物的表面产生干涉散斑；
调整相机的曝光时间值(t1,t2,…tm)，其中，m为整数，获取在不同曝光时间下的相机的红光通道的响应函数(第二映射关系)、蓝光通道的响应函数(第三映射关系)、绿光通道的响应函数(第五映射关系)，如可将曝光时间设置为从500ms～5000ms的不均匀的光强值，获取绿色激光对于绿光通道、红光通道和蓝光通道的响应函数，该函数与曝光时间有关，分别记作：IGG(t)，IGR(t)和IGB(t)，其中IGG(t)为绿色激光的干涉图样在CCD探测器上生成的光强。
在一个示例中，步骤S23对所述被测物进行加热，根据采集的图像获取加热过程中所述被测物各个温度对绿光通道的影响值的第六映射关系，可以包括：
发出控制信号，关闭蓝光光源和绿色光源，启动加热装置加热被测物，获取不同温度下的序列图像，如序列温度下(T1,T2,…TK)的一系列图像序列(N1,N2,…NK)，提取绿光通道强度信息(IG1(t),IG2(t),…IGK(t))，根据多个数据点的拟合获取得到绿光通道的光强随温度变化的函数曲线IG(t)，即第六映射关系，其中，k为整数。
通过以上方法，本公开实施例可以对各个通道的通道响应进行标定，确定蓝光、绿色激光、高温辐射(温度)对各个通道的影响，以在参数测量时，进行参数校正，消除通道间的串扰，及温度的影响，得到准确的测量参数。
下面结合具体的示例对多参数同步测量方法进行示例性介绍。
请参阅图5，图5示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量方法的示意图。
在一个示例中，可以设置加热装置为高温电弧风洞，设置蓝光光源的中心峰值亮度对应的波长为440nm，蓝光滤波片的中心波长为440nm，半带宽为10nm，绿光光源的波长选取为550nm，设置测温仪在被测物表面的参考点，设置测温仪的波长为650nm
请一并参阅图2、图5。
在一种可能的实施方式中，如图5所示，可以参照图2所示的方式夹持被测物，调整相机系统、蓝光光源、测温仪姿态为合适位置，调整绿光光源、分光镜和平面反射镜位置，在被测物表面生成干涉散斑，按照图2所示连接传输装置和多参数同步测量装置，标定测温仪的参考位置，打开蓝光光源，调整相机焦距、增益和光圈，使得成像质量最佳，采集未加热时刻物体初始图像，开启加热装置，对被测试件进行热考核，同步进行相机、测温仪的数据采集，实时采集数据并进行记录，采集图像和单点温度数据，考核结束后，关闭加热装置，同步关闭相机、测温仪、绿光光源和蓝光光源，并根据初始图像和不同时刻的参考图像，对相机的三通道信息进行分离，获得红光通道(R)、绿光通道(G)、蓝光通道(B)的三通道信息。
在一个示例中，如图5所示，在得到红光通道(R)、绿光通道(G)、蓝光通道(B)的三通道信息时，可以利用蓝光通道的初始图像和不同时刻的变形后的考核图像，采用数字图像相关方法计算平面位移和变形，以得到变形场。
在一个示例中，如图5所示，在得到红光通道(R)、绿光通道(G)、蓝光通道(B)的三通道信息时，可以利用绿光通道的初始图像(初始散斑图像)和不同时刻的考核图像(变形散斑图像)对图像进行傅里叶变换、逆变换、解包络求取相位差，并确定离面位移，以确定三维形貌。
在一个示例中，如图5所示，在得到红光通道(R)、绿光通道(G)、蓝光通道(B)的三通道信息时，可以根据绿光通道的初始光强和不同时刻的加热后的考核图像的光强、对应时刻的参考温度，利用单通道的辐射测温方法计算全场温度。
请参阅图6，图6示出了根据本公开一实施例的多参数同步测量装置的框图。
如图6所示，所述装置包括：
第一获取模块10，用于获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
分离模块20，用于对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
第一确定模块30，用于根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
第二确定模块40，用于根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
第三确定模块50，用于根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
通过以上装置，本公开实施例通过获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，并根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，本公开实施例的多参数同步测量方法，实现了对被测物在高温环境下的变形场、温度场、离面位移场的同步、准确测量，消除了现有多通道相机通道串扰易造成误差提升、离面位移无法测量的问题，具有精度高、效率高的特点。
在一个示例中，所述装置可以应用在处理器中，处理器可以包括在终端中，终端又称之为用户设备(User Equipment，UE)、移动台(Mobile Station，MS)、移动终端(MobileTerminal，MT)等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，一些终端的举例为：手机(Mobile Phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(Mobile Internetdevice，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(Virtual Reality，VR)设备、增强现实(Augmentedreality，AR)设备、工业控制(Industrial Control)中的无线终端、无人驾驶(Selfdriving)中的无线终端、远程手术(Remote medical Surgery)中的无线终端、智能电网(Smart Grid)中的无线终端、运输安全(Transportation Safety)中的无线终端、智慧城市(Smart City)中的无线终端、智慧家庭(Smart Home)中的无线终端、车联网中的无线终端等。
在一种可能的实现方式中，所述获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，包括：
利用绿光光源产生绿色激光照射所述被测物在所述被测物的表面生成干涉散斑，并利用蓝光光源照射所述被测物，采集所述被测物的表面未加热时的初始图像；
加热所述被测物，采集多个时刻所述被测物的表面的考核图像及标定的参考点的参考温度，直到所述被测物的温度达到预设温度。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强；
利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场，包括：
求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数与校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数的差值；
求取所述红光通道的波长、所述差值的乘积；
根据所述乘积、所述参考点的参考温度及普朗克第二辐射常数，确定所述被测物的表面的温度场。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，包括：
根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系；
利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，还包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值，其中，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值，其中，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
在一种可能的实现方式中，所述利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，包括：
根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系；
根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第三映射关系确定第六校正值，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系；
根据所述第六校正值对所述考核图像的蓝光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括以下模块的至少一种：
第一标定模块，用于利用蓝光光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下蓝光对红光通道的影响值的第一映射关系，及不同曝光时间下蓝光对绿光通道的影响值的第四映射关系，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
第二标定模块，用于利用绿色光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下绿光对蓝光通道的影响值的第三映射关系、不同曝光时间下绿光对红光通道的影响值的第二映射关系、不同曝光时间下绿光对绿光通道的影响值的第五映射关系，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
第三标定模块，用于对所述被测物进行加热，根据采集的图像获取加热过程中所述被测物各个温度对绿光通道的影响值的第六映射关系，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系。
应该说明的是，所述多参数同步测量装置为所述多参数同步测量方法对应的装置项，其具体介绍请参考对方法的介绍，在此不再赘述。
本公开实施例基于非接触式光学测试方法，结合单色照明、窄带滤波技术和3通道(红、绿、蓝)的CCD相机成像技术，提出了的利用图像分通道信息提取实现温度、变形和烧蚀量(三维形貌、离面位移)的多参数测试的方法，利用相机的红通道信息和单点红外测温仪发展了一种单通道辐射测温的方法，利用绿通道信息和绿色激光散斑实现对三维烧蚀量形貌的测量，利用蓝通道信息实现平面位移场和应变场的测量，采用三通道的CCD相机和蓝光波滤波技术、蓝光照明技术，在消除高温强光辐射等干扰的基础上获取清晰的图像。且，通过多参数的(焦距、曝光时间和增益函数)的最优化控制，获取具有最佳成像质量的图像，得到了准确的测量结果。
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的改进，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。
Claims (10)
1.一种多参数同步测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，
所述获取被测物的表面在未加热时的初始图像，包括：
利用绿光光源产生绿色激光照射所述被测物在所述被测物的表面生成干涉散斑，并利用蓝光光源照射所述被测物，采集所述被测物的表面未加热时的初始图像，
所述根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强；
利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度，包括：
加热所述被测物，采集多个时刻所述被测物的表面的考核图像及标定的参考点的参考温度，直到所述被测物的温度达到预设温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场，包括：
求取校正后的所述考核图像的红光通道的光强的自然对数与校正后的所述参考点的红光通道的光强的自然对数的差值；
求取所述红光通道的波长、所述差值的乘积；
根据所述乘积、所述参考点的参考温度及普朗克第二辐射常数，确定所述被测物的表面的温度场。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，包括：
根据所述被测物的表面的温度场及第六映射关系确定第三校正值，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系；
利用所述第三校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，还包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第四映射关系确定第四校正值，其中，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及第五映射关系确定第五校正值，其中，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
根据所述第三校正值、所述第四校正值、所述第五校正值对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，包括：
根据校正后的所述考核图像的绿光通道的光强及初始图像的绿光通道的光强确定所述考核图像与初始图像的相位关系；
根据所述相位关系及绿光激光的波长确定所述离面位移场。
7.根据 权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第三映射关系确定第六校正值，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系；
根据所述第六校正值对所述考核图像的蓝光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强；
根据所述初始图像的蓝光通道的光强、校正后的所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度之前，所述方法还包括以下步骤的至少一种：
利用蓝光光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下蓝光对红光通道的影响值的第一映射关系，及不同曝光时间下蓝光对绿光通道的影响值的第四映射关系，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第四映射关系包括曝光时间与蓝光对绿光通道的影响值的映射关系；
利用绿色光源照射所述被测物，根据采集的图像获取不同曝光时间下绿光对蓝光通道的影响值的第三映射关系、不同曝光时间下绿光对红光通道的影响值的第二映射关系、不同曝光时间下绿光对绿光通道的影响值的第五映射关系，其中，所述第三映射关系包括曝光时间与绿光对蓝光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系，所述第五映射关系包括曝光时间与绿光对绿光通道的影响值的映射关系；
对所述被测物进行加热，根据采集的图像获取加热过程中所述被测物各个温度对绿光通道的影响值的第六映射关系，其中，所述第六映射关系包括温度与温度对绿光通道的影响值的映射关系。
9.一种多参数同步测量装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取被测物的表面在未加热时的初始图像、所述被测物的表面在加热过程中的考核图像及所述被测物的表面的参考点在加热过程中的参考温度；
分离模块，用于对所述初始图像、所述考核图像进行通道分离，确定所述初始图像及所述考核图像的各个通道的光强，所述通道包括红光通道、绿光通道及蓝光通道；
第一确定模块，用于根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场；
第二确定模块，用于根据所述被测物的表面的温度场对所述考核图像的绿光通道的光强进行校正，并利用校正后的所述考核图像的绿光通道的光强、所述初始图像的绿光通道的光强确定所述被测物的表面的离面位移场，其中，所述离面位移场包括离面位移；
第三确定模块，用于根据所述初始图像的蓝光通道的光强、所述考核图像的蓝光通道的光强确定所述被测物的表面的变形场，
所述获取被测物的表面在未加热时的初始图像，包括：
利用绿光光源产生绿色激光照射所述被测物在所述被测物的表面生成干涉散斑，并利用蓝光光源照射所述被测物，采集所述被测物的表面未加热时的初始图像，
所述根据所述考核图像的红光通道的光强、所述参考点的参考温度、所述参考点的红光通道的光强确定所述被测物的表面的温度场，包括：
根据所述考核图像的曝光时间及第一映射关系、第二映射关系分别获取所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述考核图像的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述考核图像的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述考核图像的红光通道的光强，其中，所述第一映射关系包括曝光时间与蓝光对红光通道的影响值的映射关系，所述第二映射关系包括曝光时间与绿光对红光通道的影响值的映射关系；
根据所述考核图像的曝光时间及所述第一映射关系、所述第二映射关系分别获取所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值，利用所述参考点的红光通道的第一校正值、第二校正值对所述参考点的红光通道的光强进行校正，确定校正后的所述参考点的红光通道的光强；
利用校正后的所述考核图像的红光通道的光强、校正后的所述参考点的红光通道的光强及所述参考点的参考温度确定所述被测物的表面的温度场。
10.一种多参数同步测量系统，其特征在于，所述系统包括蓝光光源、绿光光源、扩束器、散斑透镜、分光镜、平面反射镜、加热装置、测温仪、蓝光滤光片、多通道相机、传输装置及多参数同步测量装置，所述蓝光光源用于发出蓝光，所述绿光光源用于产生绿色激光，所述扩束器用于将绿色激光转化为多束准直平行绿色激光，所述散斑透镜用于根据多束准直平行绿色激光生成具有随机散斑分布的绿色激光散斑图案，所述分光镜用于将绿色激光分光到被测物的表面和所述平面反射镜的表面，所述平面反射镜用于作为参考平面，所述多通道相机用于进行初始图像、考核图像的采集、所述加热装置用于对所述被测物进行加热，所述测温仪用于采集所述被测物的表面的参考点的参考温度，所述蓝光滤光片设置在多通道相机的镜头前端，用于消除强光辐射的影响，所述传输装置用于传输信号及数据，
所述多参数同步测量装置，用于执行权利要求1-8任一项所述的多参数同步测量方法。
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