一种汽车制动管道内气泡特征的提取方法技术

本发明专利技术公开了一种汽车制动管道内气泡特征的提取方法，旨在追踪汽车制动管道内气泡的位置，并且提取气泡的特征。本方法仅需比较小的功耗，运用凸缺陷检测算法与分水岭算法(Watershed Algorithm)相结合的气泡分割算法进行气泡分割，再采用匈牙利算法(Hungarian algorithm)完成前后帧气泡的匹配，并运用汽车制动管道内气泡参数阈值完成气泡分类，最后用数值积分法完成气泡的体积计算。本发明专利技术满足了汽车制动管道内气泡检测的实时性要求，并且采集了气泡的重要特征，并为汽车制动管道内制动液的健康状态分析提供帮助。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车制动管道内气泡特征的提取方法
本专利技术涉及图像处理
，具体涉及汽车制动管道内气泡特征的提取方法。
技术介绍
液压制动管路通过制动液传递制动力，而制动液中往往含有气泡。制动液含有气泡对汽车制动性能和行车安全有重要的影响。检测汽车制动管路中的气泡可以为汽车制动系统的设计提供支持，也可以了解制动液的健康状态。气泡识别涉及流型识别和目标检测等多个领域。对于其中的流型识别来说，目前最主流的方法是应用智能算法进行气泡流型分类。例如：运用SVM(SupportVectorMachine)算法、聚类算法以及各种神经网络进行气泡分类。但是这些方法往往功耗比较大，有的对训练集要求较高，并且为黑箱手段，不方便理解和运用。对于其中的目标检测来说，有用智能算法训练来区分背景和前景的，例如R-CNN、Yolo(YouOnlyLookOnce)算法都是现在比较主流的目标检测算法。另外，对于运动的目标还经常运用动态检测算法，如帧差法(FrameDifferenceMethod)、背景剪除法以及近来兴起的Vibe算法。但智能算法占用计算资源较多。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车制动管道内气泡特征的提取方法；其特征在于：包括如下步骤：/nS1建立汽车制动管道内气泡训练集；/nS2建立汽车制动管道内气泡测试集；先采用凸缺陷检测算法区分单独气泡和气泡群，再使用自定义基底的分水岭算法对气泡群进行分割，分离气泡群中的单独气泡，获得汽车制动管道内的单独气泡测试集；以实现汽车管道内气泡完全检测；/nS3通过S1中的气泡训练集设定气泡气泡流型参数阈值，按照气泡流型参数阈值将步骤S2中气泡测试集内的每个气泡进行气泡流型分类；/nS4对步骤S2中获得的气泡测试集内前后帧的气泡，利用匈牙利算法进行最大匹配和最优匹配；以追踪气泡在汽车制动管道内两相流流动视频每一帧中的位置，计算...

【技术特征摘要】
1.一种汽车制动管道内气泡特征的提取方法；其特征在于：包括如下步骤：
S1建立汽车制动管道内气泡训练集；
S2建立汽车制动管道内气泡测试集；先采用凸缺陷检测算法区分单独气泡和气泡群，再使用自定义基底的分水岭算法对气泡群进行分割，分离气泡群中的单独气泡，获得汽车制动管道内的单独气泡测试集；以实现汽车管道内气泡完全检测；
S3通过S1中的气泡训练集设定气泡气泡流型参数阈值，按照气泡流型参数阈值将步骤S2中气泡测试集内的每个气泡进行气泡流型分类；
S4对步骤S2中获得的气泡测试集内前后帧的气泡，利用匈牙利算法进行最大匹配和最优匹配；以追踪气泡在汽车制动管道内两相流流动视频每一帧中的位置，计算气泡测试集内每个气泡的速度以及气泡所对应的各特征；
S5运用数值积分法，求出S2中气泡测试集内每个气泡的体积；
S6提取S3、S4、S5中所获得的气泡各特征信息。


2.根据权利要求1所述的汽车制动管道内气泡特征的提取方法；其特征在于，步骤S1中的具体步骤如下：
S11使用高速摄像机拍摄汽车制动管道内两相流流动视频；
S12将汽车制动管道内两相流流动视频导入Opencv中，运用ROI选择汽车制动管道内气泡训练集中的样本气泡，进而获得具有时序性多帧图的气泡训练集。


3.根据权利要求1所述的汽车制动管道内气泡特征的提取方法；其特征在于，步骤S2中的具体步骤如下：
S21在Opencv中导入汽车制动管道内两相流流动视频中每帧气泡的图像，用Otsu’s算法对气泡进行二值化，得到每帧气泡二值化图像；
S22对气泡二值化图像进行检测，得到气泡轮廓；
S23运用凸性缺陷检测算法，区分气泡测试集中的孤立气泡和气泡群；
S24对气泡群内气泡进行分割，具体如下：
S241对于只有两个缺陷的气泡群采用两个缺陷点相连的方法进行气泡分割；
S242对于三个及以上缺陷的气泡群，获取气泡群的内层轮廓，对分水岭算法进行初始标记；
S243运用Opencv中的pointPolygonTest函数计算气泡轮廓内部每个像素点到轮廓的最短距离，并得出自创基底图；
S344在自创基底图上利用分水岭算法对步骤S24中的进行气泡分割，得到单独气泡。


4.根据权利要求1所述的汽车制动管道内气泡特征的提取方法；其特征在于，步骤S3中的具体步骤如下：
S31计算出汽车制动管道内气泡训练集中样本气泡的分类参数，分类参数包括：
面积(S)：通过Opencv中的内置函数得到样本气泡的轮廓面积；
纵横比(Ar)：气泡纵向长度与气泡横向长度之比，可由气泡外接矩形的宽度和长度之比得出；
圆度(C)：代表气泡的圆形程度，由公式算出，其中，S为气泡的轮廓面积,L为气泡周长；
左右轮廓面积比：把气泡外接矩形从中间分割，左右两半气泡面积之比；
左右上...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯伊宇，李孝禄，许沧粟，周康康，徐刚强，陈源，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33