专利名称：一种基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机喷雾和图像处理识别技术领域，具体的说，涉及一种基于 matlab处理发动机喷雾图像来提取有效信息的优化装置。
背景技术：
在全球能源资源日益减少和严格的排放法规下，处理好发动机的燃油消耗是至关重要的，因此发动机的喷雾处理就是一个重要的环节，对于研究发动机的喷雾来讲，主要是针对于测量其喷雾的贯穿距离、扩散角和扩散范围的，用这些参数确定其喷嘴的改进质量和研究方向，但是对于发动机喷嘴喷出的油雾不可避免的与缸壁发生碰撞，一部分留在了缸壁上，而另一部分则反弹到缸器内部空间中，这样就造成了许多缺点，其中一个重要的就是当火花塞点燃缸内的燃油时，附着在缸壁上的燃油就会发生燃烧，形成较高的碳烟和HC 化合物，使排放质量明显下降，除了缺点外，还要看到其优点，其主要在于反弹回来的油滴进一步被打散并扩散到缸内，使燃油与空气充分的混合，改善燃烧过程，这样就出现了一个问题就是如何使飞到缸壁上的燃油少，而且使之喷出的燃油扩散均匀，发散度强，那么就要研究喷嘴的形状，这样就要通过大量的实验研究其喷嘴喷出的油滴的贯穿距离、扩散角和扩散范围等信息。那么如何得到清晰的喷雾图片是研究上述参数的关键问题，本实用新型正好做了这方面的工作，使采集图像、处理图像、测量喷雾锥角和贯穿距离集中在一个装置中，来完成处理和测量的任务。
发明内容针对现在技术存在处理的图像不清晰、测量喷雾锥角的繁琐步骤和人工测量的不准确性，本实用新型的目的在于，提供一种基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置， 该装置通过提供一种matlab数字图像处理的程序来得到较为清晰的喷雾二值图像和自动测量出喷雾贯穿距离、扩散角和扩散范围，为研究发动机喷雾处理和喷嘴研究提供了一个优化装置。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的解决方案一种基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，其特征在于，该装置包括一个安装在定容弹旁的(XD摄像机，与光源相互垂直，用于在喷雾过程中进行视频采集；—个E⑶控制器，用于控制油泵试验台和(XD摄像机；一个基于matlab图像处理模块，用于对(XD摄像机采集的视频进行识别和处理， 并将其图像处理成较为清晰的二值图像；一个识别测量处理模块，用于测量其喷雾锥角、贯穿距离和扩散角；一个数字显示仪，用于显示测量的各个参数值。C⑶摄像机与E⑶控制器相连，E⑶控制器与matlab图像处理模块相连接，matlab 图像处理模块与识别测量处理模块相连，识别测量处理模块连接数字显示仪。[0012]本实用新型的其它特点是所述的数字显示仪选用XMG-M系列数字显示仪。本实用新型是基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，主要优点在于通过对matlab工具箱的开发得到的数字图像处理程序能够得到较为清晰的喷雾二值图像，其主要是进行提取原始图像变为灰度图像，然后通过伪彩色增强转化为伪色彩图，然后再进行阈值分割和边缘提取，再进一步转化为较为清晰的二值图像，这样就可以经过图像的预处理和霍夫变换来进行边缘提取，从而可以将贯穿距离、扩散角和扩散范围测量出来。

图1是本实用新型的结构框图；图2是本实用新型图像处理模块原理流程图；图3是本实用新型的实际安装示意图。以下根据附图对本实用新型作出进一步的说明。
具体实施方式
传统的测量发动机喷雾的各项参数是通过对摄取的图像进行一般的图像处理后就进行识别和人工测量，这样就使得到的图像和测得的数据有很大的误差，本实用新型是基于matlab的发动机喷雾图像处理的一种优化装置，其主要的设计思路是先对采集到的图像进行灰度处理和对比度处理，得到较为清晰的二值图像，然后再通过matlab编程处理用伪彩色增强技术转化为伪彩色图，处理后的图像其边缘还是较为模糊，因此再进行阈值分割对得到的图像进一步操作从而得到了有较为清晰轮廓的填充图。通过上述的工作之后再做图像边界的识别处理工作，首先对得到的图像进行二值化处理，然后进行腐蚀膨胀处理，再通过霍夫变换得到较为清晰的边界分布轮廓图，从而利用事先规定好的图像与处理得到的图像进行对比分析，测量出喷雾贯穿距离、扩散角和扩散范围。其结构框图如附图1所示，其中包括安装在定容弹旁的CCD摄像机，且CCD摄像机与光源相互垂直，它将采集的图像传入到matlab图像处理模块，然后再将处理得到的数据送到与该模块相连接的识别测量处理模块，而识别测量处理模块与数字显示仪相连接，CCD 摄像机与EOT控制器相连接。这样就可以得到较为准确的参数数据。如附图2所示，在matlab图像处理模块和识别测量处理模块中，需要有下面的步骤才能完成该两个模块的任务。具体步骤如下(1)、灰度和对比度处理日常所了解的图像有一种定义方法，就是白色的灰度值定义为255，黑色灰度值定义为0，这其中的明暗度被均匀的分为256个等级，因此在研究图像时可以很方便的进行处理，而对比度是指图像中对于不同颜色之间的差异，如果对比度较大那么之间的两种颜色就较大，反之就越接近，就像在一幅图片中提高对比度会使黑白之间的差距增大，调到极限时变成黑白图像，相反的就会变成一个灰色的图像。因此将采集到的图像进行此处理就会增加黑白图像的清晰度。(2)、伪彩色增强处理伪彩色图像的增强是把经过灰度处理和对比度处理得到的图像按照不同灰度级来划分，按照线性或者非线性的映射函数来变换成不同的彩色，得到另一幅彩色的图像，使得图像上的标志更加容易辨认和识别，在这里采用空间域灰度级彩色变换，依据的原理是将原来图像f(x，y)的灰度范围分段，经过红、绿、蓝三种不同变换，编程三基色分量IR(x， y)>IG(x, y)、IB(x，y)，之后用它们分别去控制彩色显示器的红、绿、蓝电子枪，使可以在彩色显示器的屏幕上合成一幅彩色图像。这样经过伪彩色增强处理就可以使捕捉的目标更加清晰和容易辨认。(3)、二值化处理要想得到更加清晰的图像，一定要进行阈值处理，而所谓的阈值分割法是一种基于区域的图像分割技术，它是通过设定不同的特征阈值，把图像像素点分成好多类，将一个或几个阈值将图像的灰度分为几个部分，将统一部分的像素看为相同的物体，在本实用新型中转化为二值图像后，先自行设定一个阈值，如果图像中像素的灰度值小于该阈值，则将该像素的灰度值设置为0，否则将灰度值设置为255，对于灰度的阈值变换函数表达式如公式⑴所示
权利要求1.一种基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，其特征在于，该装置包括一个安装在定容弹旁的CCD摄像机，与光源相互垂直，用于在喷雾过程中进行视频采集;一个ECU控制器，用于控制油泵试验台和摄像机；一个基于matlab图像处理模块，用于对(XD摄像机采集的视频进行识别和处理，并将其图像处理成二值图像；一个识别测量处理模块，用于测量其喷雾锥角、贯穿距离和扩散角；一个数字显示仪，用于显示测量的各个参数值；(XD摄像机与EOT控制器相连，EOT控制器与matlab图像处理模块相连接，matlab图像处理模块与识别测量处理模块相连，识别测量处理模块连接数字显示仪。
2.如权利要求1所述的基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，其特征在于，所述的数字显示仪为XMG-M系列数字显示仪。
3.如权利要求1所述的基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，其特征在于，所述的(XD摄像机位于与光源相互垂直平面内。
专利摘要本实用新型公开了一种基于matlab的发动机喷雾图像优化处理装置，包括安装在定容弹旁的CCD摄像机，CCD摄像机与光源相互垂直，它将采集的图像传入到matlab图像处理模块，然后再将处理得到的数据送到与该模块相连接的识别测量处理模块，而识别测量处理模块与数字显示仪相连接，CCD摄像机与ECU控制器相连接。图像处理模块和识别测量处理模块中得到较为清晰的喷雾二值图像和测量出喷雾贯穿距离、扩散角和扩散范围等参数，此装置结构简单、操作量少，能够极大的提高发动机喷雾图像测量数据的准确性，并且对于喷嘴的研究有一定的改进和帮助。
文档编号G01M15/00GK202350737SQ201120379990
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者刘坤, 王对对, 王旭, 简林莎, 薛琴波, 郎明华 申请人:长安大学