一种固液火箭发动机三维燃速表征方法和装置

1.本发明涉及航空航天的技术领域，尤其是涉及一种固液火箭发动机三维燃速表征方法和装置。


背景技术：

2.固液火箭发动机具有推力可调节、多次启停、安全可靠、环保、药柱稳定性高等优点，具有较好的经济性，在小型运载火箭、探空火箭、亚轨道飞行器、载人飞船等领域有广阔的应用前景。固液火箭发动机是一般采用液体氧化剂和固体燃料的化学火箭发动机，其通过液体氧化剂喷入燃烧室与固体燃料进行掺混燃烧，药柱受热分解与氧化剂进一步燃烧放热，高温燃烧产物经拉瓦尔喷管加速喷出进而产生推力。由于对于复杂药形的三维燃速分布规律难以测量，因此能够实现对复杂药形的三维燃速空间分布规律进行表征是发动机内弹道研究的关键。
3.固液火箭发动机固体燃料燃速是表征发动机工作性能的重要指标，其与推进剂配方、氧化剂流率等密切相关，因此有效准确的表征出固体燃料的燃速是试验测量中必要的一步。现有的测量技术有靶线法、声发射法、超声波动态燃速法及起止点平均法，常用的试验燃速测量方法是通过短时间热试车，称量热试车前后药柱质量，求得平均燃速。然而，靶线法和声发射法只能测量某个工作压强下的燃速，而且受燃烧室压力等因素的影响，压强上限较低，从而导致测量的准确率低；而常用的起止点平均法存在测量误差，且不能测量出复杂药形的三维燃速空间分布规律。
4.针对上述问题，还未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固液火箭发动机三维燃速表征方法和装置，以缓解了现有技术难以确定固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种固液火箭发动机三维燃速表征方法，包括：获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
7.进一步地，基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，包括：对所述ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到目标图像对；基于所述目标图像对，确定出所述固液火箭发动机
的单通道车轮形药柱内轮廓边缘；基于所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘，确定出所述药柱圆心；计算所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离；将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离确定为所述初始距离。
8.进一步地，所述目标图像对包括：第一目标图像和第二目标图像，其中，所述第一目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作前的ct扫描图对应的图像，所述第二目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作后的ct扫描图对应的图像；基于所述ct扫描图和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，包括：基于所述第一目标图像，确定出所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，其中，所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括：第一初始特征点，第二初始特征点，第三初始特征点，第四初始特征点和第五初始特征点；
9.基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点。
10.进一步地，基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点，包括：按照第一预设划分规则，将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为5个第一区域，确定出每个第一区域中与所述药柱圆心距离最近的第一像素点，并将所述第一像素点确定为第一目标特征点；按照第二预设划分规则，将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为10个第二区域，确定出每个第二区域中与所述第二初始特征点距离最近的第二像素点和每个第二区域中与所述第三初始特征点距离最近的第三像素点，并将所述第二像素点确定为第二目标特征点，以及将所述第三像素点确定为第三目标特征点；确定出每个第一区域中车轮的角平分线，将所述角平分线与所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘的交点确定为第四目标特征点；计算每个第二区域中的第二目标特征点与和第三特征点的中点，将所述中点确定为第五目标特征点。
11.进一步地，基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律，包括：基于所述特征点，计算所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的目标距离，其中，所述目标距离包括：所述第三初始特征点与所述第三目标特征点之间的第一距离，所述第四初始特征点与所述第四目标特征点之间的第二距离，所述第五初始特征点与所述第五目标特征点之间的第三距离；基于所述目标距离和所述固液火箭发动机的工作时长，计算出所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速；基于所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
12.第二方面，本发明实施例还提供了一种固液火箭发动机三维燃速表征装置，包括：获取单元，用于获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；第一确定单元，用于基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮
形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；第二确定单元，用于基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；第三确定单元，用于基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
13.进一步地，所述第二确定单元，用于：对所述ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到目标图像对；基于所述目标图像对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘；基于所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘，确定出所述药柱圆心；计算所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离；将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离确定为所述初始距离。
14.进一步地，所述目标图像对包括：第一目标图像和第二目标图像，其中，所述第一目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作前的ct扫描图对应的图像，所述第二目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作后的ct扫描图对应的图像；所述第二确定单元，用于：基于所述第一目标图像，确定出所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，其中，所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括：第一初始特征点，第二初始特征点，第三初始特征点，第四初始特征点和第五初始特征点；基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点。
15.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
16.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序。
17.在本发明实施例中，通过获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律，达到了通过固液火箭发动机工作前后的轴向的各个横截面切片的ct扫描图确定出固液火箭发动机三维燃速的目的，进而解决了现有技术难以确定固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术问题，从而实现了精确表征固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术效果。
18.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种固液火箭发动机三维燃速表征方法的流程图；
22.图2为本发明实施例提供的固液火箭发动机工作前横截面切片的特征点的示意图；
23.图3为本发明实施例提供的固液火箭发动机工作前横截面切片的特征点和固液火箭发动机工作后横截面切片的特征点的示意图；
24.图4为本发明实施例提供的一种固液火箭发动机三维燃速表征装置的示意图；
25.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.根据本发明实施例，提供了一种固液火箭发动机三维燃速表征方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
29.图1是根据本发明实施例的固液火箭发动机三维燃速表征方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
30.步骤s102，获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；
31.步骤s104，基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；
32.步骤s106，基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；
33.步骤s108，基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
34.在本发明实施例中，通过获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律，达到了通过固液火箭发动机工作前后的轴向的各个横截面切片的ct扫描图确定出固液火箭发动机三维燃速的目的，进而解决了现有技术难以确定固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术问题，从而实现了精确表征固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术效果。
35.在本发明实施例中，步骤s104包括如下步骤：
36.对所述ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到目标图像对；
37.基于所述目标图像对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘；
38.基于所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘，确定出所述药柱圆心；
39.计算所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离；
40.将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离确定为所述初始距离。
41.在本发明实施例中，首先，对固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的目标图像对，然后，按照预设尺寸对固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的目标图像对进行裁切，得到尺寸统一的固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的目标图像。
42.接着，利用图像识别技术，识别出固液火箭发动机轴向的各个横截面切片中的单通道车轮形药柱内轮廓边缘和药柱圆心，并计算出药柱圆心到固液火箭发动机轴向的各个横截面切片中的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点的距离，从而确定出初始距离。
43.在本发明实施例中，所述目标图像对包括：第一目标图像和第二目标图像，其中，所述第一目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作前的ct扫描图对应的图像，所述第二目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作后的ct扫描图对应的图像，步骤s106包括如下步骤：
44.基于所述第一目标图像，确定出所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，其中，所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括：第一初始特征点，第二初始特征点，第三初始特征点，第四初始特征点和第五初始特征点；
45.基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点。
46.在本发明实施例中，首先，利用第一目标图像确定出固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，如图2所示，固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括从车轮角至车轮根部的第一初始特征点a，第二初始特征点b，第三初始特征点c，第四初始特征点d和第五初始特征点e。
47.接着，按照第一预设划分规则，将固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为5个第一区域，确定出每个第一区域中与药柱圆心距离最近的第一像素点，并将第一像素点确定为第一目标特征点；
48.按照第二预设划分规则，将固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为10个第二区域，确定出每个第二区域中与第二初始特征点距离最近的第二像素点和每个第二区域中与第三初始特征点距离最近的第三像素点，并将第二像素点确定为第二目标特征点，以及将第三像素点确定为第三目标特征点；
49.确定出每个第一区域中车轮的角平分线，将角平分线与固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘的交点确定为第四目标特征点；
50.计算每个第二区域中的第二目标特征点与和第三特征点的中点，将中点确定为第五目标特征点。
51.如图3所示，固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点中包括：第一目标特征点a
*
，第二目标特征点b
*
，第三目标特征点c
*
，第四目标特征点d
*
和第五目标特征点e
*
。
52.在本发明实施例中，步骤s108包括如下步骤：
53.基于所述特征点，计算所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的目标距离，其中，所述目标距离包括：所述第三初始特征点与所述第三目标特征点之间的第一距离，所述第四初始特征点与所述第四目标特征点之间的第二距离，所述第五初始特征点与所述第五目标特征点之间的第三距离；
54.基于所述目标距离和所述固液火箭发动机的工作时长，计算出所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速；
55.基于所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
56.在本发明实施例中，首先，根据固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的特征点的坐标位置，确定出固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的第三初始特征点与第三目标特征点之间的第一距离，第四初始特征点与第四目标特征点之间的第二距离，第五初始特征点与第五目标特征点之间的第三距离。
57.接着，分别用第一距离除以固液火箭发动机的工作时长，用第二距离除以固液火箭发动机的工作时长和用第三距离除以固液火箭发动机的工作时长，得到固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速；
58.最后，根据固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速，确定出固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速沿轴向的分布(即，固液火箭发动机的三维燃速分布规律)。
59.在本发明实施例中，针对单车轮固液火箭发动机试验后的ct扫描横截面图，开展特征点的数字图像处理识别技术研究，根据各特征点的几何特征，结合图像处理方法，可对各特征点的燃速进行表征，通过将药柱轴向方向各切片图像批量处理，可得到各特征点燃速沿轴向的分布规律，进而得到复杂单通道车轮形装药的三维燃速分布规律。固液火箭发动机后ct扫描横截面图与试验前后特征点位置如图3所示，其中，特征点a、b、c、d和e分别为固液火箭发动机的工作前的各特征点位置。特征点a
*
、b
*
、c
*
、d
*
和e
*
分别为固液火箭发动机的工作后药柱的各特征点位置。两点连线即为各特征点处的燃面沿法向退移的距离，再根据燃烧室时间即可求出各特征点燃速。
60.本发明实施例通过对ct扫描后的横截面图进行数字图像处理技术，识别药柱边界轮廓，并依据相应方法，识别各特征点，进而表征复杂药形各特征点燃速沿。发动机轴向的变化规律。
61.实施例二：
62.本发明实施例还提供了一种固液火箭发动机三维燃速表征装置，该固液火箭发动机三维燃速表征方法装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的固液火箭发动机三维燃速表征方法，以下是本发明实施例提供的固液火箭发动机三维燃速表征装置的具体介绍。
63.如图4所示，图4为上述固液火箭发动机三维燃速表征装置的示意图，该固液火箭发动机三维燃速表征装置包括：
64.获取单元10，用于获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；
65.第一确定单元20，用于基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；
66.第二确定单元30，用于基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；
67.第三确定单元40，用于基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。
68.在本发明实施例中，通过获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律，达到了通过固液火箭发动机工作前后的轴向的各个横截面切片的ct扫描图确定出固液火箭发动机三维燃速的目的，进而解决了现有技术难以确定固液火箭发
动机复杂药形的三维燃速的技术问题，从而实现了精确表征固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术效果。
69.实施例三：
70.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
71.参见图5，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。
72.其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
73.总线62可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
74.其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。
75.处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
76.实施例四：
77.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一中所述方法的步骤。
78.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
79.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
80.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
81.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
82.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
83.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种固液火箭发动机三维燃速表征方法，其特征在于，包括：获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，包括：对所述ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到目标图像对；基于所述目标图像对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘；基于所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘，确定出所述药柱圆心；计算所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离；将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离确定为所述初始距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标图像对包括：第一目标图像和第二目标图像，其中，所述第一目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作前的ct扫描图对应的图像，所述第二目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作后的ct扫描图对应的图像；基于所述ct扫描图和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，包括：基于所述第一目标图像，确定出所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，其中，所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括：第一初始特征点，第二初始特征点，第三初始特征点，第四初始特征点和第五初始特征点；基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点，包括：按照第一预设划分规则，将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为5个第一区域，确定出每个第一区域中与所述药柱圆心距离最近的第一像素点，并将所述第一像素点确定为第一目标特征点；
按照第二预设划分规则，将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘划分为10个第二区域，确定出每个第二区域中与所述第二初始特征点距离最近的第二像素点和每个第二区域中与所述第三初始特征点距离最近的第三像素点，并将所述第二像素点确定为第二目标特征点，以及将所述第三像素点确定为第三目标特征点；确定出每个第一区域中车轮的角平分线，将所述角平分线与所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘的交点确定为第四目标特征点；计算每个第二区域中的第二目标特征点与和第三特征点的中点，将所述中点确定为第五目标特征点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律，包括：基于所述特征点，计算所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的目标距离，其中，所述目标距离包括：所述第三初始特征点与所述第三目标特征点之间的第一距离，所述第四初始特征点与所述第四目标特征点之间的第二距离，所述第五初始特征点与所述第五目标特征点之间的第三距离；基于所述目标距离和所述固液火箭发动机的工作时长，计算出所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速；基于所述固液火箭发动机轴向的各个横截面切片对应的燃速，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。6.一种固液火箭发动机三维燃速表征装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的ct扫描图对，其中，所述ct扫描图对包括：所述固液火箭发动机工作前的ct扫描图和所述固液火箭发动机工作后的ct扫描图；第一确定单元，用于基于所述ct扫描图对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；第二确定单元，用于基于所述ct扫描图对和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出所述固液火箭发动机各个横截面切片的特征点，其中，所述特征点包括：所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点和所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点；第三确定单元，用于基于所述特征点和所述固液火箭发动机的工作时长，确定出所述固液火箭发动机的三维燃速分布规律。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元，用于：对所述ct扫描图对进行二值化处理和形态学处理，得到目标图像对；基于所述目标图像对，确定出所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘；基于所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘，确定出所述药柱圆心；计算所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离；将所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离确定为所述初始距离。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述目标图像对包括：第一目标图像和第
二目标图像，其中，所述第一目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作前的ct扫描图对应的图像，所述第二目标图像为所述目标图像对中固液火箭发动机工作后的ct扫描图对应的图像；所述第二确定单元，用于：基于所述第一目标图像，确定出所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，其中，所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点包括：第一初始特征点，第二初始特征点，第三初始特征点，第四初始特征点和第五初始特征点；基于所述固液火箭发动机工作前各个横截面切片的特征点，所述第二目标图像和所述固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中各个像素点与所述药柱圆心之间的距离，确定出所述固液火箭发动机工作后各个横截面切片的特征点。9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至5任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种固液火箭发动机三维燃速表征方法和装置，涉及航空航天的技术领域，包括：获取固液火箭发动机轴向的各个横截面切片的CT扫描图对；基于CT扫描图对，确定出固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离；基于CT扫描图对和固液火箭发动机的单通道车轮形药柱内轮廓边缘中的各个像素点到药柱圆心的初始距离，确定出固液火箭发动机各个横截面切片的特征点；基于特征点和固液火箭发动机的工作时长，确定出固液火箭发动机的三维燃速分布规律，解决了现有技术难以确定固液火箭发动机复杂药形的三维燃速的技术问题。杂药形的三维燃速的技术问题。杂药形的三维燃速的技术问题。


技术研发人员：蔡国飙 魏天放 田辉 姜宪珠 牛啸霆 葛晅宏
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/5/18