基于多传感器融合算法的CCD测温系统设计-论文.pdf

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1、ZUlq-，毕仪表技术与传感器2014第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8基于多传感器融合算法的CCD测温系统设计薛飞，杨友良，董福涛(1．河北联合大学电气工程学院，河北唐山063000；2．东北大学，轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110819)摘要：针对传统单CCD(Charge—coupledDevice)传感器系统在测量高温辐射体温度时，精度低、测量范围窄以及实时性不足的问题，设计了基于截尾加权融合算法的多传感器CCD图像测温系统。选用了6个中性滤光片以扩大CCD测温范围，利用其组成

2、的l5组比色测温传感器，对实验熔池表面进行测温计算。用截尾均值概念构造加权因子，融合得到测量数据的精确估计值。实验结果表明：在测量900oC以上高温时，系统算法处理速度快，误差率保持在4-2％以内。该方法有效地改善了多传感器CCD测温系统的实时性能，提高了测量精度。关键词：数据融合；多传感器CCD；温度测量；截尾加权中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)08—0088—04CCDTeml~ratureMeasurementSystemDesignBasedonMulti-SensorFusionAl

3、gorithmXUEFei’，YANGYou—liang。，DONGFu．tao(1．CollegeofElectricalEngineering，HebeiUnitedUniversity，Tangshan063000，China；2．NortheasternUniversity，TheStateKeyLaboratoryofRollingandAutomation，Shenyang110819，China)Abstract：Inordertoimprovetheaccuracy，rangeandinstantaneityofhigh

4、temperaturemeasurement，aCCDimagetempera—turemeasurementsystemwasdesignedbasedonmulti—sensortruncatedmeanweighedfusion．Firstly，CCDtemperaturemeasure—mentrangewasexpandedby6lightfilters．Then15colorimetric—sensorscalculatedthesurfacetemperatureofexperimentalmoltenpoo1．Final

5、ly，themoreaccuratefusionestimateoftemperaturevaluewasacquiredbyusingtruncatedmeanweightingfactors．Theexperimentresultsdemonstratethatthesystemhasfasterprocessingspeedinthemeasurementof900oC，andtheerrorsarekeptwithin±2％．Thismethodiseffectiveinimprovementofsystemaccuracyan

6、dinstantaneity．Keywords：datafusion；multi—sensorCCD；temperaturemeasurement；truncatedmeanweighed0引言人阐述。文献[7]针对面阵CCD测温系统复杂性及波长的不作为一种以电荷为信号载体的微型图像传感器，CCD在高可选择性，提出了利用线阵CCD进行温度比色测量的方法。通温物体温度场实时监控方面得到了广泛应用⋯。由于受到如利用自适应加权数据融合算法，使融合后的估计值得到优化。光学系统误差、CCD器件自带误差以及红外辐射干扰等因素影然而此算法具有冗余性，

7、增加了计算复杂度。文献[8]提出了响，单CCD传感器测温系统得到的温度场信息并不十分准基于多源数据截尾加权融合算法的图像测量方法。利用CCD确J。多传感器CCD图像测温系统中的数据融合，是指对来成像技术实时获取被测物体直径的几何参数并提高了测量精自多个CCD传感器的温度数据进行多层次、多方面的综合、关度。对于温度测量对象而言，此算法具有一定借鉴和参考意联和估计。与传统单一的传感器模型相比，多传感器模型能够义。提高测量数据的可信度和可探测性，降低推理模糊度，增加温文中基于截尾加权融合算法，设计了多传感器CCD图像度特征维数，改善测温系统容

8、错能力和自适应性J。实时测温系统。CCD图像传感器通过中性滤光片，获取实验熔近年来，研究学者在利用数据融合技术改善CCD图像测温池表面的辐射亮度信息，根据比色测温法，计算熔池表面的比方法的研究上，做了很多有