【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于发动机实验研究，具体涉及一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法。
技术介绍
1、当前的双元液滴碰撞试验通常在常压下进行，左右两侧对称布置的液滴生成器能够生成稳定连续的液滴串，通过调整液滴串的位置便可实现两液滴之间的碰撞。虽然进行双元液滴碰撞试验时产生的液滴尺寸较小，只有亚毫米量级，但液滴在拍摄方向上可能出现的前后错位现象仍然会对液滴运行轨迹的判断尤其是碰撞参数的确定造成较大误差。为消除液滴前后错位的影响，通常情况下会在碰撞液滴上方架设相机来对液滴是否出现错位进行检测。当对高压环境下的液滴碰撞过程进行研究时，整个液滴碰撞试验系统被集成于高压容弹内，有限的安装空间与较高的环境压力都给碰撞液滴顶部相机的架设带来了极大的困难，使得通过试验手段消除液滴错位的影响变的不再可能。
2、因此，亟需一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，用于自主判断液滴碰撞时刻进而对碰撞液滴的速度大小和方向进行识别，同时尽可能消除液滴前后错位带来的影响。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，用于解决上述技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术包括：获取待识别碰撞液滴图像，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象；若不存在，对待识别碰撞液滴图像二值化处理，得到目标图像；测算目标图像中左右两碰撞液滴的尺寸
4、进一步，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象，包括：基于边缘识别方法，识别得到待识别碰撞液滴图像中的两碰撞液滴的液滴图片；分别计算液滴图片边缘的横向梯度值和纵向梯度值并进行积分求和，分别得到左右两侧碰撞液滴的积分数值；根据积分数值判断两个碰撞液滴是否存在前后错位现象，若左右两侧碰撞液滴的积分数值差大于第二选定阈值，则表示两个碰撞液滴存在前后错位现象，否则表示两个碰撞液滴不存在前后错位现象；其中，积分数值包括横向积分值和纵向积分值。
5、进一步，对待识别碰撞液滴图像二值化处理，得到目标图像，包括：获取两个碰撞液滴在每一时刻非前后错位的液滴图片，以液滴拍摄时间为约束条件，对所有液滴图片进行分组，得到若干组双液滴图片集；其中，每一组双液滴图片集中包括同一时刻的左侧液滴图片和右侧液滴图片；获取每一组双液滴图片集的两液滴图片中每个像素点的灰度值，根据预设判断阈值对每个像素点的灰度值进行判断，若当前像素点的灰度值小于预设判断阈值，更改当前像素点的灰度值为0，否则更改当前像素点的灰度值为1，直至全部双液滴图片集的双液滴图片中像素点均更改完成后，得到目标图像。
6、进一步，根据参考图像中连通域的个数判断液滴碰撞时刻，根据液滴碰撞时刻确定碰撞液滴碰撞相对速度和方向，包括：当参考图像中连通域的个数由两个变为一个时，判定液滴发生碰撞，以液滴碰撞时刻前一刻作为基准时刻，结合基准时刻发生前预设时间内的液滴图像计算得到液滴运动轨迹；根据液滴运动轨迹和预设时间对碰撞液滴碰撞的相对速度和方向进行计算，得到碰撞液滴碰撞相对速度和方向。
7、本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够通过对液滴碰撞图像的处理得到碰撞液滴的运动轨迹，并实现对液滴碰撞前速度大小和方向的计算，同时考虑到了液滴在容弹中发生碰撞的独有特性，将液滴碰撞过程中可能存在的前后错位考虑在内，尽可能消除液滴前后错位带来的影响，有效实现了对高压环境下液滴碰撞过程中液滴碰撞韦伯数和碰撞参数的确定，为研究环境压力对液滴碰撞结果的影响提供了基础，对探究更符合发动机燃烧室内的液滴运动特性，改善用于发动机计算的液滴碰撞模型有着重要意义。
8、本专利技术的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
9、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，包括：获取待识别碰撞液滴图像，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象；若不存在，对待识别碰撞液滴图像二值化处理，得到目标图像；测算目标图像中左右两碰撞液滴的尺寸，并计算得到两碰撞液滴的相对尺寸差；比较相对尺寸差与选定阈值，筛选得到两碰撞液滴相对尺寸差小于选定阈值的目标图像作为参考图像，根据参考图像中连通域的个数判断液滴碰撞时刻，根据液滴碰撞时刻确定碰撞液滴碰撞相对速度和方向。
2.根据权利要求1所述的一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象，包括：基于边缘识别方法，识别得到待识别碰撞液滴图像中的两碰撞液滴的液滴图片；分别计算液滴图片边缘的横向梯度值和纵向梯度值并进行积分求和，分别得到左右两侧碰撞液滴的积分数值；根据积分数值判断两个碰撞液滴是否存在前后错位现象，若左右两侧碰撞液滴的积分数值差大于第二选定阈值，则表示两个碰撞液滴存在前后错位现象，否则表示两个碰撞
3.根据权利要求1所述的一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，对待识别碰撞液滴图像二值化处理，得到目标图像，包括：获取两个碰撞液滴在每一时刻非前后错位的液滴图片，以液滴拍摄时间为约束条件，对所有液滴图片进行分组，得到若干组双液滴图片集；其中，每一组双液滴图片集中包括同一时刻的左侧液滴图片和右侧液滴图片；获取每一组双液滴图片集的两液滴图片中每个像素点的灰度值，根据预设判断阈值对每个像素点的灰度值进行判断，若当前像素点的灰度值小于预设判断阈值，更改当前像素点的灰度值为0，否则更改当前像素点的灰度值为1，直至全部双液滴图片集的双液滴图片中像素点均更改完成后，得到目标图像。
4.根据权利要求1所述的一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，根据参考图像中连通域的个数判断液滴碰撞时刻，根据液滴碰撞时刻确定碰撞液滴碰撞相对速度和方向，包括：当参考图像中连通域的个数由两个变为一个时，判定液滴发生碰撞，以液滴碰撞时刻前一刻作为基准时刻，结合基准时刻发生前预设时间内的液滴图像计算得到液滴运动轨迹；根据液滴运动轨迹和预设时间对碰撞液滴碰撞的相对速度和方向进行计算，得到碰撞液滴碰撞相对速度和方向。
...【技术特征摘要】
1.一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，包括：获取待识别碰撞液滴图像，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象；若不存在，对待识别碰撞液滴图像二值化处理，得到目标图像；测算目标图像中左右两碰撞液滴的尺寸，并计算得到两碰撞液滴的相对尺寸差；比较相对尺寸差与选定阈值，筛选得到两碰撞液滴相对尺寸差小于选定阈值的目标图像作为参考图像，根据参考图像中连通域的个数判断液滴碰撞时刻，根据液滴碰撞时刻确定碰撞液滴碰撞相对速度和方向。
2.根据权利要求1所述的一种确定容弹中碰撞液滴碰撞相对速度和方向的计算方法，其特征在于，基于边缘识别、边缘梯度值和边缘积分数值比对法，判断两碰撞液滴是否存在前后错位现象，包括：基于边缘识别方法，识别得到待识别碰撞液滴图像中的两碰撞液滴的液滴图片；分别计算液滴图片边缘的横向梯度值和纵向梯度值并进行积分求和，分别得到左右两侧碰撞液滴的积分数值；根据积分数值判断两个碰撞液滴是否存在前后错位现象，若左右两侧碰撞液滴的积分数值差大于第二选定阈值，则表示两个碰撞液滴存在前后错位现象，否则表示两个碰撞液滴不存在前后错位现象；其中，积分数值包括横向积分值和纵向积分值。<...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。