EAST装置大视场相机图像采集与处理技术研究

发布时间：2020-04-12 14:12

【摘要】：EAST装置第一壁在放电实验中的状态对装置能否高参数稳态运行有着至关重要的影响。为了保障装置安全稳态运行,本文设计在EAST装置上安装三套可见/红外内窥镜诊断系统,用来观测在放电实验过程中装置内部上下偏滤器、第一壁、限制器和加热天线等内部部件运行情况。基于这三套可见/红外内窥镜诊断系统,本文对EAST等离子体放电图像边缘检测技术和基于反射内存网络的快速图像拼接技术做了相关研究。主要内容如下:1.可见/红外内窥镜诊断系统设计。根据装置窗口分布和装置特点,本文介绍了可见/红外内窥镜的光路设计;根据放电实验的需要,开发了可见相机PCO.edge5.5控制软件,实现了放电过程中数据的采集与处理。2.等离子体放电图像边界检测。对放电过程中等离子体边界识别是获取等离子位置的一种途径,可用于等离子体上升段位置反馈控制。本文对可见相机与内窥镜组成的整体进行标定,去除成像畸变和标定距离。采用基于分水岭改进的Snake模型边缘检测算法获取等离子体的边界并与EFIT反演结果比较,为反馈控制等离子体位置提供数据。3.基于反射内存网络的大视场内窥镜系统的研究。利用反射内存网络将三套可见/红外内窥镜诊断系统采集到的可见图像传输到数据处理服务器进行图像拼接,利用GPU对图像拼接算法进行并行化处理加速图像拼接过程,获得一个更大视场的图像,对第一壁的监控区域更大,方便实验人员对放电的判断和分析,为诊断人员对等离子体的控制以及为实时反馈控制提供有效的数据。可见/红外内窥镜诊断系统是EAST装置上一个重要的常规诊断,本文设计了EAST装置大视场内窥镜系统,并基于此系统开展了初步研究并取得了一定的结果。未来可以从大视场红外可见图像高精度融合等方面继续展开研究,使实验人员能够及时、方便直观的了解EAST的内部可视化数据。
【图文】：

曲线,反应截面,能量,曲线

图 1. 1 几种聚变的反应截面随能量的变化曲线ig1.1 The fusion reaction cross section curve with ene变反应被主要关注，分别是氘氚反应，氘氘反表达式：4氘氚反应：D T He n 17.6 MeV3e n 3.37 MeVD D T p 4.04 MeVD D H 氘氘反应：3 4氘氦- 3反应：D He He p 18.14 MeV的能源危机，聚变能被认为是目前能够解决非常理想的新能源，其主要有着三个方面的燃料能释放出更多的能量。与化石燃料相比一升海水中的氘提取出来进行反应，释放出；1kg 的氘通过聚变产生的能量相当于 11000反应的原材料储量丰富。地球上的氘在海水

温度分布,视场,相机,稳态等离子体

图 1. 2 JET 内窥镜系统实际视场ig1.2 JET endoscope system actual field of vi冲稳态等离子体放电实验中，通过红外制器的温度分布，利用反射镜监测低杂大量的研究[5][6]。早期的 EAST 可见相机于窗口内部，获得较大的视场。但是这且只能使用小型的可见相机，对于体形方式，并且该方式不利于系统的维护和性束加热系统，，因此有必要研制新的可端，通过光学系统将 EAST 内部结构成离子体物理研究所六室 IR 组成功研制窥镜系统加上可见和红外相机可以对 E套内窥镜系统采用的是集成式设计，通可见光波段分离，可见和红外部分采用实现全口径观测。系统采用小孔成像原
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TL631.24

【参考文献】