【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理技术在燃油喷嘴雾化检测领域的应用，具体地涉及一种发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法及装置。
技术介绍
1、燃油喷嘴组件（以下简称喷嘴）是发动机中燃烧室的重要组件之一，喷嘴可以将燃油雾化成大量小颗粒液滴，能够有效增加燃油与空气的接触面积，进而实现节省燃油用量、提高燃烧效率的目的。
2、喷嘴雾化质量是表征喷嘴性能的重要参数，也决定着实际工艺过程的质量效果，因此雾滴尺寸和雾化角度是燃油喷嘴性能的两个关键喷射信息指标。
3、目前，对雾滴尺寸检测的自动化检测方式主要是基于激光粒度仪的检测方法，例如申请号为cn201410426094.9、cn202010041110.8以及cn202010534013.2的中国专利技术专利中就公开了基于这种思路的方法，该方法检测结果精准、稳定可靠。其中，中国专利“一种喷雾特性参数检测装置及方法”，申请号为cn201410426094.9，授权公告号为cn104181083b，公开了一种喷雾特性参数检测方法，该方法利用高速摄像机图像采集系统，检测到喷雾轮廓造型喷雾角、喷雾宏观二维分布、喷雾颗粒飞行速度，并能够根据喷雾轮廓及宏观二维分布以及设计好的路径，调整喷嘴和激光粒度仪发出激光的相对位置，在前面的基础上，测量喷雾粒径；中国专利“喷嘴喷雾粒径检测装置”，申请号为cn202010041110.8，授权公告号为cn111157410a，公开了一种喷嘴喷雾粒径检测装置，该检测装置通过将激光粒度仪的发射端和接收端分别置于待测喷嘴喷出喷雾区域的两侧，以对待测喷嘴喷出的雾滴
4、对于喷嘴雾化角度，常用的自动测量方法主要有基于探针检测方法和基于视觉检测的方法。其中，基于探针的方式，例如中国专利“一种燃油喷嘴雾化角度自动测量机构及自动测量方法”，申请号为cn202110983437.1，授权公告号为cn113720277b，公开了一种燃油喷嘴雾化角度自动测量机构及自动测量方法，该专利将探针布置在喷嘴喷雾的路径上，通过plc等程序控制探针移动直至恰好达到喷雾边缘，从而能够准确的检测到喷嘴的雾化角度；基于视觉检测方法，例如申请号为cn201910146275.9、cn202110666998.9的中国专利技术专利即采用这种方式，该方式具备简便快捷的优点，同时对不同待测喷嘴的适应性强，更易于批量化检测分析，其中，中国专利“一种基于视觉的喷嘴雾化角度自动检测系统及方法”，申请号为cn201910146275.9，授权公告号为cn109816678b，公开了一种基于视觉的喷嘴雾化角度自动检测方法，该方法通过相机获取喷嘴雾化流体喷射的图像数据，并且对这些图像数据经过计算机分析后得到喷嘴的雾化角度；中国专利“一种喷嘴雾化角度检测操作设备及方法”，申请号为cn202110666998.9，授权公告号为cn113483697b，公开了一种喷嘴雾化角度检测方法，该方法利用第二拍摄结构完成对于所述待测试的喷头喷出的雾化流体的影像，经过控制台分析后，根据雾化流体的影像得到喷嘴的雾化角度数据。
5、本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有技术的上述方案具有以下缺陷：首先，激光粒度仪作为一种专用检测设备，其体积大、成本高，部署、使用以及维护过程都比较复杂；其次，基于探针的测量方式受限于探针的检测精度，同时检测环境复杂、检测周期长、实施成本高；最后，现有燃油喷嘴检测中，雾滴尺寸和雾化角度的检测过程步骤繁琐、需要仪器种类多。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种方法，该方法采用基于视觉的方法对燃油喷嘴的雾滴尺寸和雾化角度同时进行分析，通过搭建一次检测环境，即可完成对雾滴尺寸和雾化角度的自动测量，而不需要单独实施两次检测步骤或配备两套检测设备，从而简化了喷嘴检测的整个流程，提升了喷嘴检测的工作效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：校准相机，并获取该相机的校准参数；利用校准后的所述相机，获取燃油喷嘴工作一次检测中的单帧图像i；根据所述单帧图像i，确定该单帧图像i中有效雾滴区域；以及根据所述有效雾滴区域和所述校准参数，获取该燃油喷嘴的雾滴尺寸。
3、可选的，所述获取该相机的校准参数的步骤包括：通过所述相机完整拍摄置于所述燃油喷嘴下方的棋盘格测试卡，获取校准图像；以及根据所述校准图像，通过标定法：计算所述校准参数，其中，、分别表征相机的水平、垂直焦距，、分别是相机成像中心的偏移，表示相机在空间坐标的旋转量，表示相机在空间坐标的偏移量。
4、可选的，所述获取燃油喷嘴工作一次检测中的单帧图像i的步骤包括：在所述一次检测中，利用校准后的相机拍摄该燃油喷嘴工作的多帧图像；保存所述多帧图像为通用格式文件；读取该多帧图像中的每帧图像；以及解析所述每帧图像，获取该多帧图像中的各单帧图像i。
5、可选的，所述各单帧图像i为单通道灰度图像。
6、可选的，所述根据所述单帧图像i确定该单帧图像i中有效雾滴区域的步骤包括：根据固定阈值二值化法，获取所述单帧图像i筛除前景后的图像b，所述前景为图像i中的雾滴；根据自适应阈值二值化法，获取所述单帧图像i筛除背景后的图像c；通过图像形态学：，处理并更新图像c，其中，；检测所述图像c中的雾滴，进而获取初始雾滴区域；以及根据所述图像b和初始雾滴区域，分析并过滤无效雾滴区域，进而确定该单帧图像i中的有效雾滴区域。
7、可选的，所述根据所述有效雾滴区域和校准参数，获取该燃油喷嘴的雾滴尺寸包括根据以下等式获取雾滴尺寸：，其中，代表所述单帧图像i中的所述有效雾滴区域所表示的有效雾滴集合中的序号为的雾滴，统计所述序号为的雾滴区域的平均像素宽度，代表所述序号为的雾滴的尺寸，符号代表矩阵与向量的乘法操作。
8、可选的，所述喷嘴喷射信息自动检测方法还包括：根据该单帧图像i，确定所述单帧图像i中所述燃油喷嘴喷射的轮廓；以及根据所述轮廓，确定该燃油喷嘴的雾化角度。
9、可选的，所述确定该燃油喷嘴的雾化角度的步骤包括：根据最大类间方差（otsu）法，获取所述单帧图像i筛除背景后的图像；根据所述图像，利用suzuki85轮廓检测算法，确定该燃油喷嘴喷射的轮廓；以及根据所述轮廓，通过轮廓角度计算方法，获取该燃油喷嘴喷射的轮廓角度，进而确定该燃油喷嘴的雾化角度，其中，所述轮廓角度计算方法的步骤包括：获取该轮廓的边界点集合v的随机分组v1、v2…vn；通过直线拟合方式获取该随机分组对应的n条直线；确定两条表征边界的直线；以及计算所述两条表征边界的直线的夹角，即为该燃油喷嘴的雾化角度。
10、可选的，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述获取该相机的校准参数的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述获取燃油喷嘴工作一次检测中的单帧图像I的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述各单帧图像I为单通道灰度图像。
5.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述根据所述单帧图像I确定该单帧图像I中有效雾滴区域的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述根据所述有效雾滴区域和校准参数，获取该燃油喷嘴的雾滴尺寸包括根据以下等式获取雾滴尺寸：，其中，代表所述单帧图像I中的所述有效雾滴区域所表示的有效雾滴集合中的序号为的雾滴，统计所述序号为的雾滴区域的平均像素宽度，代表所述序号为的雾滴的尺寸，符号代表矩阵与向量的乘法操作。
7.根据权利要求3所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述方法
8.根据权利要求7所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述确定该燃油喷嘴的雾化角度的步骤包括：
9.根据权利要求8所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
10.一种发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测装置，该装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种发动机燃油喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述获取该相机的校准参数的步骤包括：
3.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述获取燃油喷嘴工作一次检测中的单帧图像i的步骤包括：
4.根据权利要求3所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述各单帧图像i为单通道灰度图像。
5.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述根据所述单帧图像i确定该单帧图像i中有效雾滴区域的步骤包括：
6.根据权利要求1所述的喷嘴喷射信息自动检测方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：程小军，程廷海，杨东超，李恒禹，张鹏飞，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：
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