[发明专利]基于RANSAC的直喷发动机单次喷油量液位高度视觉检测方法

说明书

基于RANSAC的直喷发动机单次喷油量液位高度视觉检测方法，包括以下步骤：采集液位图像T₁，处理图像T₁，得到液位高度；触发喷油，按触发信号采集液位图像T₂，处理图像T₂，得到液位高度H₂；计算本次喷油量触发放油。本发明构造简单，测量可靠，可以对发动机喷油进行单次或多次直接测量，通过对图像处理算法的优化，可以同时满足测量的高精密度与实时性的要求。

技术领域

本发明涉及的是一种图像处理技术领域的方法，具体是一种基于图像处理的直喷发动机单次喷油量检测的非接触式测量方法。

背景技术

随着内燃机相关技术的不断进步，汽油直喷发动机因其高效的燃烧效率而得到广泛的应用。但是，直喷发动机对单次喷射油量的控制精度要求比普通发动机要高得多，单次喷油量的多少将直接决定发动机的工况。精确的喷油量控制可以降低油耗，提高燃油利用率，减少废气排放，对节约能源，保护环境有着重要的意义。而喷油量的精确控制依赖于对单次喷油量的精密检测。因此，单次喷油量的检测技术成为汽油直喷发动机研究的关键技术难题之一，具有非常重大的现实意义和使用价值。

目前对于发动机燃油喷射系统喷油量的检测，常用的测量方法有四种：重量法、容积法、位移法和压力升程法。

重量法将喷出的燃油通过一个管道收集到一个容器中，使用电子天平对喷油量进行称量，通过计算得到每次喷射的平均喷油量。它只能够实现对平均油量的测量，不能满足对发动机单次喷油量的检测要求，检测精度较低。

容积法通过测量充满一定容积的缸体所需要的喷油次数得到每次的平均喷油量，测量方便，具有较好的抗干扰性。但是不能实现对单次喷油量的精密检测，而且检测电路容易受到燃油的污染，导致设备不能正常工作等。

位移法是将燃油喷进一个带活塞的密闭缸体中，活塞在喷油压力作用下产生位移，通过位移传感器测量活塞的位移值，从而可以计算得到该次喷油量。位移法可以准确地实现对单次喷油量的检测。基于位移法的喷油量检测设备已经在国外得到了应用(如博世公司的EMI21单次喷射检测仪)，但是这种检测方法属于接触式测量方法，对检测系统中所使用的密闭缸体以及运动活塞的加工工艺性都有着很高的要求，国内目前的机械加工工艺水平还远远达不到加工精度的要求，降低了可行性。

位移升程法先将密闭缸体充满燃油，在喷油的过程中，缸体内燃油增多，缸体内的压力与喷油量成正比例，可以通过公式计算得到单次喷油量。这种方法测量简单，可以对发动机的喷油进行多次测量。但相对于容器的体积来说，单次喷油量是一个很小的数值，容易导致信号不够明显而无法进行正常的测量。并且这种方法是通过计算得到单次喷油量，中间转换过程容易出现误差。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提出一种基于图像处理的非接触式测量方法。本发明构造简单，测量可靠，可以对发动机喷油进行单次或多次直接测量，通过对图像处理算法的优化，可以同时满足测量的高精密度与实时性的要求。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

1.采集液位图像T₁：

在喷油器向密闭容积腔喷射燃油后，相机按照喷油器给出的触发信号对本次喷油后玻璃管内的液位进行图像采集。

2.处理图像T₁，得到液位高度H₁：

对采集到的液位图像T₁，进行边缘提取，求得包含液位边缘的二值图像，并在建立的坐标系中，由此二值图像数据进行曲线拟合，以求得液位高度的曲线模型，从而得到液位高度H₁。

3.触发喷油，按触发信号采集液位图像T₂：