[发明专利]计算内燃机缸内浓度场的方法及装置

说明书

本发明提供了一种计算内燃机缸内浓度场的方法及装置，涉及内燃机缸内浓度场的测量的技术领域，该方法包括获取缸内喷雾的图像；根据喷雾对应的喷油量和投影面积计算缸内平均浓度；获取图像各像素点的灰度值；根据缸内平均浓度选取像素点的最大灰度值对应的最大浓度值，并计算最小灰度值对应的最小浓度值；根据最大灰度值、最大浓度值、最小灰度值和最小浓度值确定像素点的灰度和像素点的浓度的关系系数；根据关系系数和各像素点的灰度值计算像素点对应的浓度值以得到浓度场。本发明不需要复杂的测试硬件，能很简便快速的得出浓度场的分布。

技术领域

本发明涉及内燃机缸内浓度场的测量技术领域，尤其是涉及一计算内燃机缸内浓度场的方法及装置。

背景技术

内燃机喷雾过程中浓度场的分布情况对内燃机的燃烧效率和燃烧产物的生成等有重要影响。因此，浓度场的测量和计算已经成为内燃机研究领域的一个热点。随着计算机和光学测量技术的进步，高速摄影技术已经广泛的应用于内燃机的可视化研究中，可以较为方便的获取内燃机缸内喷雾过程的视频。现有的技术大多倾向于搭建浓度场测量的平台以及提出与之配套的测量方法，或者使用模拟方法来测量浓度场，没有涉及利用高速摄影照片来获取内燃机缸内浓度场分布的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种计算内燃机缸内浓度场的方法及装置，以计算内燃机缸内浓度场的分布。

第一方面，本发明实施例提供了一种计算内燃机缸内浓度场的方法，包括：获取缸内喷雾的图像；根据喷雾对应的喷油量和投影面积计算缸内平均浓度；获取图像各像素点的灰度值；根据缸内平均浓度选取像素点的最大灰度值对应的最大浓度值，并计算最小灰度值对应的最小浓度值；根据最大灰度值、最大浓度值、最小灰度值和最小浓度值确定像素点的灰度和像素点的浓度的关系系数；根据关系系数和各像素点的灰度值计算像素点对应的浓度值以得到浓度场。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该方法还包括：将各像素点的浓度值分为多个浓度区域，结合浓度区域的像素点的面积计算平均浓度；判断平均浓度与缸内平均浓度的差异是否小于预设阈值：如果是，判定关系系数计算正确，如果否，重新选取最大浓度值以计算关系系数。

结合第一方面及其第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，将各像素点的浓度值分为多个浓度区域，结合浓度区域的像素点的面积计算平均浓度的步骤，包括：将各像素点的浓度值分为多个浓度区域，并计算各个浓度区域的平均浓度；获取各浓度区域的像素点的面积，并结合浓度区域的平均浓度计算平均浓度。

结合第一方面及其第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，获取各浓度区域的像素点的面积，并结合浓度区域的平均浓度计算平均浓度的步骤，包括：按照公式计算平均浓度，记为W，其中，i为浓度区域的序号，i＝1,2,…I，I为浓度区域的个数，W_i为浓度区域的平均浓度，S_i为浓度区域像素点的的面积。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据缸内平均浓度选取像素点的最大灰度值对应的最大浓度值，并计算最小灰度值对应的最小浓度值的步骤，包括：记缸内平均浓度为W_S，在[W_S-0.01,W_S+0.01]区间内取任意值作为像素点的最大浓度值，记为W_h；记最小浓度值为W₁，则N₁最小灰度值，N_h为最大灰度值，F_(N)为修正系数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据最大灰度值、最大浓度值、最小灰度值和最小浓度值确定像素点的灰度和像素点的浓度的关系系数的步骤，包括：将最大灰度值、最大浓度值、最小灰度值和最小浓度值代入公式W_n＝a×N^b；计算得到关系系数a和b。