[发明专利]一种基于视频获取的润滑油磨粒在线监测与分析方法

摘要

一种基于视频获取的润滑油磨粒在线监测与分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、装置组装；步骤二、将每一个采样周期所获得的视频图像分解为单帧磨粒图像并提取出相应间隔的磨粒图片并存储于相应的文件夹内，以便提取磨粒的统计学特征和单磨粒特征；步骤三、磨粒的统计学特征提取，主要提取磨粒的浓度指数IPCA、数量、总周长、等效尺寸和颜色分布，步骤四、单磨粒特征的提取并存储；本发明实现了设备磨损状况的实时性和连续性在线监测。

主权项

1.一种基于视频获取的润滑油磨粒在线监测与分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、装置组装：将视频在线检测装置中的油液采样循环系统的进油嘴（9）和出油嘴（10）与外部蠕动油泵连接，usb数据接口（8）与外部计算机连接，平面发光二级管（13）控制电路接口（19）与外部控制电路连接，打开视频在线检测装置中的视频采集系统，外部计算机通过软件发送指令至控制电路（18），控制电路（18）给出电压控制信号控制平面发光二极管（13）的通断与亮度，发光二级管（13）照亮上玻璃片（21）和下玻璃片（22）形成的透明区域，向cmos摄像头系统（3）提供视频图像；油泵通电，调节节流阀（17），保证油液采样循环系统内部通油速度平稳，计算机获取含磨粒润滑油流动的初步视频图像，调节调节螺钉（7）和对焦环（4）获取放大倍数合适且清晰的磨粒视频图像，外界通过平面发光二级管（13）控制电路电源接口（19）及控制电路（18）控制发光二级管的亮、灭，分别选择性的获得反射视频，透射视频和全射视频； 所述的磨粒视频图像，其获取是通过上下位机的软件程序进行联合控制实现的，下位机软件控制油液的流速、灯光的照明，同时控制CMOS数字成像系统采集一定时间段的磨粒视频，视频采集完成后，下位机通过网络通讯将视频传输到上位机并在计算机上显示； 步骤二、将每一个采样周期所获得的视频图像分解为单帧磨粒图像并提取出相应间隔的磨粒图片并存储于相应的文件夹内，以便提取磨粒的统计学特征和单磨粒特征； 步骤三、磨粒的统计学特征提取，主要提取磨粒的浓度指数IPCA、数量、总周长、等效尺寸和颜色分布，具体为： （1）从相应的文件夹中打开透射光图像，通过快速二进小波变换将图像分解为高频和低频分量图像； （2）利用链码追踪法从高频分量图像中提取磨粒的总周长C； （3）通过数字图像处理技术将低频分量图像进行灰度化、二值化、滤波和形态学处理； （4）通过灰度空间堆栈法从已经处理过的低频分量图像中将磨粒进行标记，得出磨粒的数量N，同时统计获取磨粒的面积A，将磨粒的面积A除以图像的总面积S，A/S，即为磨粒的浓度指数IPCA； （5）根据磨粒的面积A和总周长C，计算出磨粒的等效尺寸R： 其中，λ为单位像素点所表示的实际尺寸； （6）从相应的文件夹中打开反射光图像，对图像进行彩色分割处理去除图像的背景颜色； （7）基于HSI颜色空间统计去除背景颜色后的磨粒的颜色，得到颜色直方图； （8）将提取出的统计学特征参数存储到数据库当中，颜色直方图保存在指定的文件夹当中； 步骤四、单磨粒特征的提取，主要提取磨粒的面积、周长、等效尺寸和分形维数，包括以下步骤： （1）从相应的文件夹中打开透射光图像，对图像进行处理，通过 数字图像处理技术将低频分量图像进行灰度化、二值化、滤波和形态学处理； （2）运用图像裁剪功能分离出目标磨粒，得到单磨粒图像； （3）利用链码追踪法提取磨粒的面积A＇和周长C＇； （4）计算出磨粒的等效尺寸R＇，根据磨粒的面积A和总周长C，计算出磨粒的等效尺寸R＇： 其中，λ为单位像素点所表示的实际尺寸； （5）采用Mandelbrot海岸线长度测量原理进行计算磨粒分形维数D： D=Ε(x_r-x₀)(y_r-y₀)/Ε(x_r-x₀)(x_r-x₀)；x_r=log(r)，y_r=log(C_r) 其中，r——步长； C_r——不同步长下对应的周长； x₀、y₀——分别为x_r、y_r的均值； （6）将提取出的单磨粒特征参数存储到数据库当中。