动物黏附接触区实际接触面积的计算方法及计算系统技术方案

本发明专利技术公开一种动物黏附接触区实际接触面积的计算方法及系统，计算方法包括：获取实际接触区的原始图像并进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像；对接触区的图像做阈值分割，得到与接触区对应的二值图像；对接触区二值图做聚类填充，采用八邻域搜索方法将各接触区域进行区域连通和区域标记，得到接触区的轮廓线；计算所述轮廓线内的二值图的灰度累计值；根据单位像素对应的实际面积与灰度累计值确定接触区的面积。本发明专利技术提供的方法及系统用于自动计算黏附接触中的接触面积，自主定位剪裁多块接触面积，有效去除环境噪声，可精确计算黏附接触中不规则微小接触区的面积。

Calculation method and calculation system of actual contact area of animal adhesion contact area

The invention discloses an animal adhesion contact area contact system and area calculation method, calculation method comprises the following steps: acquiring the actual contact area and the original image denoising preprocessing, image denoising by actual contact area; to do image segmentation on the contact area of the two value image and contact area corresponding to the contact area; two value image clustering filling, using eight neighborhood search methods for regional connectivity and region labeling each contact area, get the contour line of contact zone; calculating the contour of the two value image gray cumulative value; according to the actual area and a gray pixel corresponding to the cumulative value determination of contact area. The method and system provided by the invention are used for automatically calculating the contact area in adhesive contact, independently locating and tailoring multiple contact areas, effectively removing environmental noise, and accurately calculating the area of irregular micro contact area in adhesive contact.

【技术实现步骤摘要】
动物黏附接触区实际接触面积的计算方法及计算系统
本专利技术涉及动物黏附接触力学和图像处理领域，特别是涉及动物黏附接触形成的不规则微小实际接触面积的计算方法及系统。
技术介绍
经典刚体接触力学中，不考虑接触固体间作用力与接触面积之间的关系。日常经验和弹性接触力学中，固体的变形使得接触面积发生变化，一般随着力学增加，接触面积也增加。经典赫兹理论给出了规则物体弹性接触过程的实际接触面积与所受到外力的关系。涉及到材料塑性变形的实际接触面积的确定可采用有限元方法分析。现有的理论模型无法表征黏附(刚毛型或者柔性软垫结构)接触表面间所受到的外力与实际接触面积的关系。而现有黏附研究认为，黏附接触固体间的实际接触面积是决定粘附力的关键因素，因此测定动物黏附运动过程的实际接触面积是认识动物黏附接触规律的核心技术。同步测试动物黏附接触下的运动反力和实际接触面积，对揭示动物的黏附接触运动规律具有重要意义。而由于动物黏附器官结构和材料的多样性，受力状态的复杂性，实际接触面积微小、形态复杂，因此，精确测量黏附接触中形成的非规则的微小接触面积是实现定量研究的前提。采用已有技术(专利号：201611030857.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动物黏附接触区实际接触面积的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：获取动物黏附器官在运动状态下的实际接触区的原始图像；对所述实际接触区的原始图像进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像；对所述实际接触区的图像进行阈值分割，得到与所述实际接触区对应的接触区二值图；对所述接触区二值图中的接触区域进行聚类填充后，采用八邻域搜索方法将各所述接触区域进行区域连通和区域标记，得到所述实际接触区的轮廓线；计算所述轮廓线内的二值图的灰度累计值；根据单位像素对应的实际面积及所述灰度累计值确定所述实际接触区的面积。

【技术特征摘要】
1.一种动物黏附接触区实际接触面积的计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：获取动物黏附器官在运动状态下的实际接触区的原始图像；对所述实际接触区的原始图像进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像；对所述实际接触区的图像进行阈值分割，得到与所述实际接触区对应的接触区二值图；对所述接触区二值图中的接触区域进行聚类填充后，采用八邻域搜索方法将各所述接触区域进行区域连通和区域标记，得到所述实际接触区的轮廓线；计算所述轮廓线内的二值图的灰度累计值；根据单位像素对应的实际面积及所述灰度累计值确定所述实际接触区的面积。2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述单位像素对应的实际面积的确定方法包括：获取拍摄有标准参照物的基准帧，所述基准帧的拍摄环境与所述实际接触区的图像的拍摄环境相同；根据设定的参照物选取阈值对所述基准帧进行二值化处理，获得基准帧二值图；对所述基准帧二值图进行聚类填充后，获得所述标准参照物的轮廓线；根据所述标准参照物的轮廓线在所述基准帧中标记出所述标准参照物的轮廓线；根据所述参照物选取阈值对标记有轮廓线的所述基准帧进行二值化处理，并计算所述基准帧上的轮廓线内的二值图的灰度累计值，获得所述标准参照物的像素总数；根据所述标准参照物的实际面积及所述标准参照物的像素总数确定单位像素对应的实际面积。3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，所述对所述实际接触区的原始图像进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像具体包括：根据所述基准帧对所述实际接触区的原始图像进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像。4.一种动物黏附接触区实际接触面积的计算系统，其特征在于，所述计算系统包括：图像获取模块，用于获取动物黏附器官在运动状态下的实际接触区的原始图像；预处理模块，与所述图像获取模块连接，用于对所述实际接触区的原始图像进行去噪预处理，得到去噪的实际接触区的图像；二值化模块，与所述预处理模块连接，用于对所述实际接触区的图像进行阈值分割，得到与所述实际接触区对应的接触区二值图；接触区轮廓线确定模块，与所述二值化模块连接，用于对所述接触区二值图中的接触区域进行聚类填充后，采用八邻域搜索方法将各所述接触区域进行区域连通和区域标记，得到所述实际接触区的轮廓线；接触区灰度累计模块，与所述接触区轮廓线确定模块连接，用于计算所述轮廓线内的二值图的灰度累计值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴振东，刘琦，宋逸，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32