[发明专利]直喷发动机单次喷油量液位高度视觉测量修正方法

说明书

直喷发动机单次喷油量液位高度视觉测量修正方法，包括以下步骤：采集液位图像T₁，处理图像T₁，从而得到液位高度H₁；对液位高度H₁采用基于光线折射原理的液位高度校正算法进行液位补偿，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；对液位高度H₂采用基于光线折射原理的液位高度校正算法进行液位补偿，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和基于光线折射原理的液位高度校正算法，提高了液位测量精度和稳定性，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、压力升程法和图像法。其中，图像法是近年来研究的比较多的方法。图像法是通过对发动机喷油进行单次或多次直接测量，通过对每次测量时所采集到的图像进行边缘提取、曲线拟合的方法拟合出液面曲线，比较各液面曲线从而得到液面高度，据此计算出喷油量的多少。由于液位是一个近似月牙形状，其边缘包括上下两个边缘，因此需要求其两个边缘曲线。另外，月牙边缘曲线的曲率极小，可以近似为两条直线，并且是两条近似水平直线，即其斜率接近于0。且由于光线由光疏质空气进入光密质玻璃时产生折射现象，会引起在空气中看到的液位图像位置的变化，即相机拍摄的液位图像的位置与其实际位置有偏差。该方法在拟合液面曲线时未考虑到液面的实际状况，其未对折射现象所造成的偏差有所补偿。因此，通过此种方法得到的单次喷油量，精度低，误差大。

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，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，采用RANSAC曲线拟合算法对得到的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。

2.对液位高度H₁进行液位高度校正，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：

对步骤1得到的液位高度H₁进行液位高度校正，对采集到的液位图像T2，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，采用RANSAC曲线拟合算法对得到的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H₂。

所述的液位高度校正算法，具体是基于光线折射原理的液位高度校正算法。

3.对液位高度H₂进行液位高度校正，计算本次喷油量触发放油。