航空发动机作为飞机最贵重并且最核心的部件,对飞机的安全具有重要的影响。根据民航业的调查数据显示,发动机故障是影响飞机航行安全的重要因素,且常常因发动机故障导致出现事故征候甚至严重事故等各类安全事件。而通过对航空发动机尾气温度场进行测量重建,并通过对温度场的分析可以预知发动机状态及其所存在的潜在安全隐患。本文基于视觉测量技术,研究一种运用光线追迹算法的航空发动机尾气温度场重建方法,主要研究内容包括:1、针对高温度梯度环境对视觉测量所产生的成像畸变问题,本文将空间点发出的光抽象为光线,通过修正光线的传播路径,研究光学系统成像的光线追迹算法,并运用Runge-Kutta方法对该算法求解,最后运用该算法对图像畸变进行校正。实验结果验证了光线追迹算法对热源干扰下造成畸变图像进行校正可行性,实现了对图像畸变的误差补偿。并通过对比光线追迹算法校正畸变与实际温度场造成的畸变对比,验证了光线追迹算法应用于温度场重建的可行性。2、在温度场重建方面,光线追迹法是一种有效的非接触式光学测量方法。然而,在航空发动机尾气区域受强光和高温干扰,使用光线追迹法重建温度场的精度相对较低。为解决这一问题,本文提出了一种使用多光谱光线追迹法重建三维温度场的方法。通过分析彩色背景图案的不同色点之间的相关系数,求解多光谱光线的轨迹偏折角,准确地重建非均匀梯度高温温度场。最后采用Runge-Kutta光线追迹法和热电偶接触测量法对实验结果进行了验证,结果表明使用多光谱光线追迹法可以对高温温度场进行精确重建,有效地提高光线追迹法的测量精度。3、在航空发动机温度场重建方面,首先通过计算流体力学的方法对航空发动机温度场进行仿真分析,并通过航空发动机边界条件测量实验修正仿真结果。随后运用多光谱光线追迹法对航空发动机温度场进行重建。最后,运用热电偶点测量的方法对重建的温度场进行验证。实验结果表明使用多光谱光线追迹法可以有效实现对航空发动机尾气温度场的重建。