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专利号: 2017107954457
申请人: 王和
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-08-22
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:该方法包括:实时记录液滴X、Y方向两侧轮廓线的两台CCD高速相机;图像高斯平滑处理获得两垂直方向轮廓线f1(x,z)和f2(y,z);根据外围轮廓线函数,得到单位像素高度Z上横截面上四个点(x1,z)、(x2,z)、(y1,z)、(y2,z);其中X、Y方向两侧轮廓线实时提取步骤采用两垂直方向的高速相机采集液滴光学图形,并发送到图像处理终端提取轮廓线,等高横截面图形分割步骤是将轮廓线分成若干等高面,根据两侧的轮廓线确定任一等高面圆周上两组对称点,按照两组对称点将此截面分割成两个半椭圆,并计算出此截 面面积,液滴体积积分步骤是将所有截面面积累加计算得到液滴体积,通过调整两垂直相机的位置,可以实时计算静止的、水平移动的和斜面上移动的液滴体积的实时变化;

根据四个点将横截面简化为两个半椭圆,通过以下方式得到液滴的体积:

其中,Ai1和Ai2是横截面两半椭圆面积;ΔZ是两个连续液滴横截面之间高度差,N为每一帧液滴轮廓线的Z方向的像素点数。

2.根据权利要求1所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:两横截面椭圆中心位置是线段y1y2的中点O;点O横坐标对应于轮廓线最高点横坐标,则椭圆的半轴分别是x,y和z,y,则两半椭圆面积公式可表述为:y=1/2(y2-y1)

z=1/2(x2-x1)-x

Ai1=0.5πxy

Ai2=0.5πzy。

3.根据权利要求1所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:图像高斯平滑处理获得两垂直方向轮廓线的具体步骤如下:A.对图像进行高斯平滑处理,减少图像噪声,获取平滑图像;

B.双阈值处理获取最佳阈值,利用最佳阈值处理图像,将液滴目标从图像中与背景图像分离;

C.在Canny算子边缘检测时,非极大值抑制是进行边缘检测的重要步骤,目的是寻找像素点局部最大值,将非极大值点所对应的灰度值置为0,这样可以剔除掉一大部分非边缘的点,最终通过Canny算子将边缘提取出来;

D.边缘跟踪算法,跟踪边缘的每一个像素坐标,每判断出一对等高线上的像素,导出该对像素坐标作为一组高线数据,逐渐循环直至把液滴目标上的所有等高线数据导出,结束图像的处理。

4.根据权利要求1或2所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:在测量水平静止的液滴时,根据两垂直方向轮廓线f1(x,z)和f2(y,z),可以得到液滴蒸发,或者受到气温、压强等变化而引起的液滴体积实时变化。

5.根据权利要求1或2所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:在测量水平移动的液滴时,分别测量液滴移动方向轮廓线f1(x,z)和垂直液滴移动方向的轮廓线f2(y,z),可以得到液滴移动时体积实时变化,进而可以测量液滴在固-液接触面的残余水膜体积。

6.根据权利要求1所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:在测量斜面上移动的液滴时,调整其中一个相机的位置和斜面进行平行,并置于液滴移动方向的前方,以测量液滴移动方向轮廓线f1(x,z);调整另一个相机位置垂直于液滴移动方向并测量液滴轮廓线f2(y,z)。

7.根据权利要求1或权利要求6所述基于光学轮廓曲线提取的液滴体积实时跟踪测量方法,其特征在于:在测量斜面上移动的液滴时,调整液滴轮廓线f2(y,z)至水平,并结合轮廓线f1(x,z)可以得到液滴移动时体积实时变化,进而可以测量液滴在固液接触面的残余水膜体积。