カメラの光軸偏向によって引き起こされる投影のずれおよび軸対称温度場再構成の歪み問題に対し、本論文では幾何光学モデリングに基づく光学中心補正法を提案する。従来法はカメラ光軸が流れ場軸線に厳密に整合していると仮定し、実際の調整における不可避な角度偏差を考慮していなかった。本研究では、光軸偏向を考慮した精密な幾何学モデルを構築し、実際の投影座標と理想的なセンサー座標との解析的写像関係を導出し、単一カメラ軸対称測定構造下で偏向誤差を含む屈折角の正確な算出を実現した。アベル逆変換とグラッドストン-デイル関係を組み合わせ、屈折角から屈折率場、さらに温度場への完全な再構成を完了した。実験システムは±6°の偏向範囲内で検証され、その結果、±6°条件下において再構成温度場の平均偏差が従来法の18.26 Kから-0.94 K未満に低減し、精度がほぼ一桁向上したことを示した。本手法は非理想的な調整条件下における背景紋影技術の測定信頼性を著しく向上させ、航空機エンジン排気温度場の高精度かつ強靭な光学診断のための有効な補正手段を提供する。

背景紋影法; 航空機エンジン排気温度場; 光学中心補正; 幾何光学モデル; アベル逆変換