极小值优化法反演多光谱高温计真温

摘要：

多光谱测温法是通过测量多个光谱辐射信息并采用相关的理论与算法反演出辐射体真实温度(真温)的过程.光谱发射率求解仍然是多光谱测温法的重点和难点,从理论上必须已知足够多的光谱信息才能获得辐射体的真温.考虑到实际辐射体在不同光谱和不同温度时的光谱发射率通常是不一致且光谱发射率的求解又是非接触的辐射温度测量中不可回避的问题,因此,开展多光谱发射率的求解和真温反演方法的研究具有很强的科学意义和应用价值.经过半个多世纪的不懈努力与发展,光谱发射率求解可以概括为四类模型.一是灰体假设模型,认为在真温反演过程中光谱发射率是一个常数或其变化可以忽略不计;二是波长假设模型,认为在真温反演过程中光谱发射率与波长之间存在一定关系,可以用含有波长的表达式代替光谱发射率实现真温的反演;三是真温假设模型,认为在真温反演过程中光谱发射率与真温之间存在一定的关系,将光谱发射率与真温之间建立模型并通过迭代方法来实现真温的反演;四是建立神经网络模型,通过神经网络的学习实现真温的反演.基于真温的唯一性,在对不同假设模型的分析基础上,试图寻求一种无需假设光谱发射率模型且具有一定通用性的真温反演方法,开展以多光谱真温反演算法为核心的研究工作.概述了传统多光谱真温反演理论与方法的特点,针对现有的多光谱真温反演过程中光谱发射率模型选择复杂性,提出了一种有约束优化原理的单目标函数极小值的真温反演方法,这种方法无需假设光谱发射率模型,将真温的反演问题转变成求解目标函数极小值的优化问题.借助于用一个黑体炉并且在黑体炉光源输出端口加装光谱透过率已知的滤波器来模拟辐射源,实现了基于极小值优化法多光谱高温计真温的反演.与传统的二次测量法相比,在相同的初始条件下,与曾经提出的二次测量法相比,新方法在反演精度上与二次测量法大体相同,但在反演速度上得到了较大幅度的提高.

关键词：优化、多光谱、发射率、真温

所属期刊栏目：40

分类号：TH865

资助基金：国家自然科学基金项目;陕西科技大学博士科研启动基金项目

在线出版日期：2020-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3130-3135