一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法技术

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，该方法采集喷油器喷雾前后的图像得到喷雾图像；对喷雾图像进行边缘检测，得到左侧边缘线和右侧边缘线，获取左侧边缘线和右侧边缘线的多条线段，基于线段的斜率计算每条线段的权重；基于权重得到左侧边缘线和右侧边缘线的筛选线段，获取每条筛选线段的喷雾轮廓信息以得到左侧喷雾形态指标和右侧喷雾形态指标；根据左侧边缘线与右侧边缘线之间对应筛选线段的喷雾轮廓信息的差异，得到整体喷雾形态指标，以结合左侧喷雾形态指标和右侧喷雾形态指标确认喷油器状态。本方案在方便快速的检测下保证了喷油器的喷雾形态检测的准确性。证了喷油器的喷雾形态检测的准确性。证了喷油器的喷雾形态检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法。

技术介绍

[0002]喷油器是燃油供给系统中实现燃油喷射的重要部件，在发动机启动时，燃油通过喷油器雾化成微小油滴，随后将这些微小油滴喷进燃烧室内，燃油供给系统中油料的喷射、雾化等都离不开喷油器的作用，根据应用场景的不同，现阶段已经研发出多种类型的喷油器，例如单孔喷油器和多孔喷油器等，通过喷油器上的喷孔数量、喷射锥角、喷射行程等参数的设置满足不同场景的需求。
[0003]积燃油雾化后没有完全燃烧或者燃油的清洁度较低，燃油中杂质都会造成积碳，而积碳沉积在喷孔周围会堵住喷油器的通路，进而形成了喷油器堵塞。当喷油器发生堵塞时，喷油器的喷雾形态和喷射角度会随之改变，而喷雾形态和喷射角度的改变会直接影响燃油的燃烧效果和喷油器的性能，还会对发动机的安全稳定运行带来一定的隐患，因此需要对喷油器进行检测。
[0004]目前主要以光学诊断技术检测喷油器的喷雾形态，即平面激光诱导荧光法(PLIF)能够很好的显示喷雾的形态，但该方法中激光片的可调节角度范围很小，难以适应不同喷孔夹角的喷油器的测试条件，因此需要一种简单方便且通用性强的喷油器检测方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，所采用的技术方案具体如下：采集喷油器喷雾前后的图像，通过对所述图像作差以获取喷雾图像；对喷雾图像进行边缘检测，得到左侧边缘线和右侧边缘线，分别对左侧边缘线和右侧边缘线进行角点检测，将相邻两个角点连成一条线段，获取每条线段的斜率；计算每条线段分别与其他线段的斜率差值得到对应线段的信息熵；计算每条线段与其他线段的信息熵差值以获取对应线段的权重；将左侧边缘线和右侧边缘线统一称为侧边缘线，根据每个侧边缘线的每条线段的权重获取对应侧边缘线的多条筛选线段，获取每条筛选线段的中心像素点和喷油器的喷嘴位置对应的目标像素点，根据每个中心像素点与目标像素点的坐标分别获取对应中心像素点的喷射交叉角、轮廓角和喷射距离，并组成每条筛选线段的喷雾轮廓信息；结合左侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算左侧喷雾形态指标，结合右侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算右侧喷雾形态指标；分别获取左侧边缘线的每条筛选线段与右侧边缘线的每条筛选线段之间的喷雾轮廓信息的差异，得到整体喷雾形态指标；结合左侧喷雾形态指标、右侧喷雾形态指标和整体喷雾形态指标确认喷油器状态。
[0006]进一步的，所述权重的获取方法，包括：分别计算当前线段与其所属侧边缘线的每条其他线段的信息熵差值的绝对值，得到绝对值总和；将以所属侧边缘线的每条线段的绝对值总和的相加结果作为分母、当前线段的绝对值总和作为分子得到的比值作为当前线段的权重。
[0007]进一步的，所述筛选线段的获取方法，包括：在侧边缘线的所有线段的权重中选取极大值和TOP
‑
10%的权重所对应的线段作为筛选线段。
[0008]进一步的，所述喷射交叉角的获取方法，包括：以喷油器的喷嘴位置为原点、喷射方向为正方向构建直角坐标系；根据左侧边缘线的中心像素点a所属的第n筛选线段获取右侧边缘线的第n筛选线段的中心像素点b，n为正整数，连接中心像素点a和中心像素点b得到线段ab与直角坐标系的纵轴的交点P，进而将线段ab分成了线段aP和线段bP,获取线段aP的中心，基于中心与中心像素点a的坐标，利用反三角函数计算中心像素点a的喷射交叉角,其中，为中心的坐标，为中心像素点a的坐标。
[0009]进一步的，所述轮廓角的获取方法，包括：基于目标像素点与中心像素点的坐标，利用反三角函数计算中心像素点的轮廓角,其中，为目标像素点的坐标，为中心像素点a的坐标。
[0010]进一步的，所述喷射距离是指目标像素点与中心像素点之间的欧式距离。
[0011]进一步的，所述结合左侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算左侧喷雾形态指标的方法，包括：根据左侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算平均喷雾轮廓信息，将每条筛选线段的喷雾轮廓信息与平均喷雾轮廓信息的差值相加得到左侧喷雾形态指标。
[0012]进一步的，所述结合右侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算右侧喷雾形态指标的方法，包括：根据右侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算平均喷雾轮廓信息，将每条筛选线段的喷雾轮廓信息与平均喷雾轮廓信息的差值相加得到右侧喷雾形态指标。
[0013]进一步的，所述整体喷雾形态指标的获取方法，包括：分别计算左侧边缘线的第k筛选线段与右侧边缘线的第k筛选线段之间的喷雾轮廓信息的差值绝对值，k为正整数，当左侧边缘线与右侧边缘线之间的筛选线段的总条数不相等时，将总条数大的侧边缘线的剩余筛选线段的喷雾轮廓信息都与总条数小的侧边缘线的最后一条筛选线段之间的喷雾轮廓信息作差，得到对应的差值绝对值，进而将所有的差值绝对值相加得到整体喷雾形态指标。
[0014]进一步的，对左侧喷雾形态指标、右侧喷雾形态指标和整体喷雾形态指标进行归一化处理，分别得到归一化左侧喷雾形态指标、归一化右侧喷雾形态指标和归一化整体喷雾形态指标，设置第一评估阈值和第二评估阈值，当归一化整体喷雾形态指标不大于第一
评估阈值，且归一化左侧喷雾形态指标和归一化右侧喷雾形态指标都不大于第二评估阈值时，确认喷油器处于正常状态。
[0015]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：通过获取喷油器喷雾前后的图像，将其作差得到喷雾图像，以更完美的除去背景干扰；由于喷雾图像难以实现对喷油器的喷雾形态的精准表征，因此通过获取喷雾图像中的最左侧的边缘线和最右侧的边缘线，也即是左侧边缘线和右侧边缘线，利用角点检测对左侧边缘线和右侧边缘线进行分段处理，得到多条线段，进而基于每条线段与其他线段之间的斜率差值获取每条线段的信息熵，以表征每条线段的斜率变化程度，基于信息熵计算每条线段的权重以获取左侧边缘线和右侧边缘线的筛选线段，在减少计算量的同时能够保留有效线段，也即是斜率变化明显的线段；进而根据每个筛选线段的喷射交叉角、轮廓角和喷射距离分别获取左侧、右侧和整体的喷雾形态指标，以确认喷油器的状态，在方便快速的检测下保证了喷油器的喷雾形态检测的准确性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它附图。
[0017]图1为本专利技术一个实施例提供的一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0018]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集喷油器喷雾前后的图像，通过对所述图像作差以获取喷雾图像；对喷雾图像进行边缘检测，得到左侧边缘线和右侧边缘线，分别对左侧边缘线和右侧边缘线进行角点检测，将相邻两个角点连成一条线段，获取每条线段的斜率；计算每条线段分别与其他线段的斜率差值得到对应线段的信息熵；计算每条线段与其他线段的信息熵差值以获取对应线段的权重；将左侧边缘线和右侧边缘线统一称为侧边缘线，根据每个侧边缘线的每条线段的权重获取对应侧边缘线的多条筛选线段，获取每条筛选线段的中心像素点和喷油器的喷嘴位置对应的目标像素点，根据每个中心像素点与目标像素点的坐标分别获取对应中心像素点的喷射交叉角、轮廓角和喷射距离，并组成每条筛选线段的喷雾轮廓信息；结合左侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算左侧喷雾形态指标，结合右侧边缘线的每条筛选线段的喷雾轮廓信息计算右侧喷雾形态指标；分别获取左侧边缘线的每条筛选线段与右侧边缘线的每条筛选线段之间的喷雾轮廓信息的差异，得到整体喷雾形态指标；结合左侧喷雾形态指标、右侧喷雾形态指标和整体喷雾形态指标确认喷油器状态。2.如权利要求1所述的一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，其特征在于，所述权重的获取方法，包括：分别计算当前线段与其所属侧边缘线的每条其他线段的信息熵差值的绝对值，得到绝对值总和；将以所属侧边缘线的每条线段的绝对值总和的相加结果作为分母、当前线段的绝对值总和作为分子得到的比值作为当前线段的权重。3.如权利要求1所述的一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，其特征在于，所述筛选线段的获取方法，包括：在侧边缘线的所有线段的权重中选取极大值和TOP
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10%的权重所对应的线段作为筛选线段。4.如权利要求1所述的一种基于图像处理的喷油器喷雾形态检测方法，其特征在于，所述喷射交叉角的获取方法，包括：以喷油器的喷嘴位置为原点、喷射方向为正方向构建直角坐标系；根据左侧边缘线的中心像素点a所属的第n筛选线段获取右侧边缘线的第n筛选线段的中心像素点b，n为正整数，连接中心像素点a和中心像素点b得到线段ab与直角坐标系的纵轴的交点P，进而将线段ab分成了线段aP和线段bP,获取线段aP的中心，基于中心与中心像素点a的坐标，利用反三角函数计算中心像素点a...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄福如，
申请(专利权)人：山东鑫亚格林鲍尔燃油系统有限公司，
类型：发明
国别省市：