仪器仪表学报

作者：司菁菁，刘 鑫，王晓莉，程银波，刘 畅

单位：司菁菁,1. 燕山大学信息科学与工程学院，2. 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室,,刘 鑫,1. 燕山大学信息科学与工程学院,,王晓莉,1. 燕山大学信息科学与工程学院,,程银波,3. 河北农业大学海洋学院,,刘 畅,4. 爱丁堡大学工程学院,

关键词：可调谐二极管激光吸收光谱;层析成像;期望块对数似然;高斯混合模型

基金：河北省自然科学基金(F2021203027)、燕山大学基础创新科研培育项目(2021LGZD011)资助

可调谐二极管激光吸收光谱层析成像(TDLAST)是一种重要的非侵入式燃烧检测技术。然而,TDLAST逆问题的欠定性使得传统算法重建的气体吸收密度存在较大误差。本文将期望块对数似然先验引入TDLAST逆问题的求解,提出基于高斯混合模型(GMM)正则化的温度重建算法(GMMTRT)。该方法利用GMM建模燃烧场气体吸收密度的局部分布特性,采用半二次分裂方法求解引入GMM正则化的TDLAST逆问题。利用火灾动力学模拟器生成的仿真数据与利用TDLAST实验系统获得的实际数据进行的重建实验均表明,GMMTRT重建的温度图像能够准确定位火焰位置,并清晰描述燃烧场感兴趣区域的温度分布。与现有的基于Tikhonov正则化的温度重建算法和同时代数重建算法相比,GMMTRT的重建误差分别能够降低15.42%~36.16%和23.10%~44.79%。

来源：2023年第2期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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