欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020103953974
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种基于红外热成像技术的汽车尾气检测装置的检测方法,其特征在于:检测装置包括用于承载待测汽车(1‑1)的底盘测功机(1‑2)和主体装置(1‑3),所述的主体装置(1‑3)包括平台移动装置(2‑1)、移动检测装置(2‑2)、热成像定位装置(2‑3)、检测仪(2‑4)和净化装置(2‑5),所述平台移动装置(2‑1)包括横向平台(3‑1)和驱动横向平台(3‑1)沿x方向运动和定位的横向驱动件(3‑2),横向平台(3‑1)上侧安装有升降平台(3‑3)和驱动升降平台(3‑3)实现z方向的移动和定位的升降驱动件(3‑4),所述移动检测装置(2‑2)包括固定在升降平台(3‑3)上的弧形轨道(5‑1),所述的弧形轨道(5‑1)上安装有检测平台(5‑3)和驱动检测平台(5‑3)在弧形轨道(5‑1)上实现y方向、z方向的移动和定位的检测平台移动机构(5‑

4),所述的检测平台(5‑3)上设有检测机构(5‑2),所述热成像定位装置(2‑3)连续生成、回传并分析处理待测汽车(1‑1)尾端的热力学图像,实时标定待测汽车(1‑1)尾气口的空间坐标;所述检测仪(2‑4)对收集的尾气进行成分检测并得出检测结果,所述净化装置(2‑5)对从检测仪(2‑4)检测完毕排出的尾气进行净化处理;

所述横向驱动件(3‑2)包括滑动导轨(4‑1)、丝杠(4‑2)、丝杠电机(4‑3)和支架(4‑4),所述的横向平台(3‑1)滑动连接在滑动导轨(4‑1)上,所述滑动导轨(4‑1)平行于地盘测功机的滚筒机构轴线方向布置,所述丝杠(4‑2)平行布置于两条滑动导轨(4‑1)中间且与滑动导轨(4‑1)位于同一水平面上,所述的横向平台(3‑1)底部固定有与丝杠(4‑2)配合的丝杠螺母,所述丝杠(4‑2)的端部安装在支架(4‑4)上,所述丝杠电机(4‑3)与丝杠(4‑2)连接,丝杠电机(4‑3)工作带动横向平台(3‑1)沿x方向移动,升降驱动件(3‑4)为气缸,实现升降平台(3‑3)沿z方向移动;

所述弧形轨道(5‑1)包括设置在左右两侧的两条1/4弧形轨道(5‑5),两个1/4弧形轨道(5‑5)端部通过限位板(5‑6)焊接连接,弧形轨道(5‑1)通过支撑板(5‑7)焊接在升降平台(3‑3)上,1/4弧形轨道(5‑5)内侧焊接有齿条(5‑8)及齿条保护槽(5‑9),所述检测平台移动机构(5‑4)包括固定在检测平台(5‑3)下方的支撑平台(9‑1),所述的支撑平台(9‑1)上转动连接有转动轴,所述的转动轴端部固定有与齿条(5‑8)啮合的齿轮(9‑4),所述的检测平台(5‑3)内部具有用于驱动转动轴转动的检测平台(5‑3)电机,所述的检测平台(5‑3)底部还固定有支撑杆(9‑3),支撑杆(9‑3)两端转动连接有滑轮(9‑2),弧形轨道(5‑1)上具有导向槽(5‑10),滑轮(9‑2)在弧形轨道(5‑1)的导向槽(5‑10)内滚动;

所述的检测机构(5‑2)包括电动推杆(6‑1)和探头(6‑2),所述探头(6‑2)包括探头(6‑

2)收集端和伸缩臂,所述探头(6‑2)收集端的前部形成有一从前到后直径逐渐连续扩大的扩径管(7‑1);所述扩径管(7‑1)的前端形成有尾气进口;所述尾气进口通过形成在所述探头(6‑2)收集端内的空腔与固定连接在所述探头(6‑2)收集端后部的连接管(7‑2)相连通;

所述连接管(7‑2)与连接波纹管(7‑3)相嵌套,连接管(7‑2)布置在连接波纹管(7‑3)内部,连接管(7‑2)可弯曲,所述连接管(7‑2)的后部连接有导气管(7‑4)、连接波纹管(7‑3)后部固定在伸缩臂上,所述导气管(7‑4)依次穿过伸缩臂、检测平台(5‑3),最终伸入检测仪(2‑

4)中,所述电动推杆(6‑1)前端安装在伸缩臂的最上端伸缩管(7‑5)的顶部,电动推杆(6‑1)后端安装在检测平台(5‑3)上;

所述扩径管(7‑1)的锥度为60°,扩径管(7‑1)外壁布置有若干条状的压力传感器(8‑

1);压力传感器(8‑1)在扩径管(7‑1)外壁沿母线方向布置,压力传感器(8‑1)周向均布,压力传感器(8‑1)的长度与扩径管(7‑1)母线长度相同,压力传感器(8‑1)将扩径管(7‑1)与排气管内壁的触碰信息转换为电信号,将电信号传递给电动推杆(6‑1),进而控制电动推杆(6‑1)的运动,所述的扩径管(7‑1)管口处设置有用于过滤尾气中携带的颗粒物质第一金属丝网;

所述连接管(7‑2)内径与扩径管(7‑1)大端内径相同,连接管(7‑2)与通过扩径管(7‑1)大端焊接固定,连接管(7‑2)内壁布置有用于避免因尾气中水蒸气在导气管(7‑4)内凝结而导致测量结果存在误差的若干伴热带(8‑2);若干伴热带(8‑2)在连接管(7‑2)内壁圆周上均匀分布,伴热带(8‑2)长度与连接管(7‑2)内壁母线长度相同;

所述伸缩臂由若干段的伸缩管嵌套组成,靠近扩径管(7‑1)的伸缩管的孔径最小,靠近扩径管(7‑1)的伸缩管顶端与波纹管后端焊接固定,靠近扩径管(7‑1)的伸缩管固定在检测平台(5‑3)中央,伸缩臂整体垂直于检测平台(5‑3)的台面,并指向1/4弧形轨道(5‑5)的圆心方向;

所述热成像定位装置(2‑3)包括左右对称固定在所述检测平台(5‑3)上的两台热成像摄像机(6‑3)、图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5),热成像摄像机(6‑3)连续生成并回传待测汽车(1‑1)尾端的热力学图像,所述图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5),接收并储存热成像摄像机(6‑3)回传的热力学图像,对图像进行形态学滤波、阈值分割处理后,实时标定待测汽车(1‑1)尾气口的空间坐标;

所述检测仪(2‑4)底部安装有固定平台(10‑5),检测仪(2‑4)侧部上部开设有排气孔(10‑1),检测仪(2‑4)对侧开设有导气管(7‑4)进口,尾气进入检测仪(2‑4)完成检测分析,通过排气孔(10‑1)排入净化装置(2‑5),所述净化装置(2‑5)包括外壳(11‑1)、外壳(11‑1)侧上开设有连接口(10‑3),连接口(10‑3)与排气孔(10‑1)通过软管(10‑2)连接,外壳(11‑

1)下部开设有排气窗(10‑4),外壳(11‑1)内侧设有净化层,净化层包括分子筛层(11‑2),分子筛层(11‑2)下部安装有尿素颗粒状的废气处理剂层(11‑3),尿素颗粒状废气处理剂层(11‑3)下部安装有活性炭层(11‑4),净化层由第二金属丝网进行固定;

检测方法包括以下步骤:

步骤1,待测汽车(1‑1)进入指定位置,两部热成像相机拍摄待测汽车(1‑1)尾部的热力学图像,形成左图像L和右图像R,图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5)对图像进行预处理、图像区域分割以及与存储的市场上常见汽车尾气口热力学图像比对,选择目标图像进而确定尾气口所在位置坐标;

步骤2,通过张氏标定,对左图像L和右图像R进行标定,获得左右相机的内外参数;

步骤3,通过相机的内外参数,对左图像L和右图像R进行校正从而将左右图像去除畸变,将两幅图像极线对齐;

步骤4,对校正过的左右图像,利用并行的SGM算法计算,得到视差图,信息收集及控制系统对获得的视差图进行后处理,利用中值滤波的方法去除噪声,热成像节点独立搜索热点即温度30‑50℃的图像节点即为热点,在其中一个节点检测到热点后,计算热点的相对位置坐标,传递给横向驱动件(3‑2),驱动丝杠电机(4‑3)工作进而实现x方向运动;

步骤5,丝杠电机(4‑3)开始工作,横向平台(3‑1)从初始位置开始运动,当丝杠电机(4‑

3)运动至与热点相同的x方向的坐标位置时停止运转,横向平台(3‑1)停止移动;

步骤6,横向驱动件(3‑2)停止运转后,检测平台(5‑3)位于弧形轨道(5‑1)最高处的初始位置,热成像摄像机(6‑3)进行拍摄,并将拍摄到的热力学图像传输到图像识别系统及图像处理系统(6‑5)与存储数据进行比对,处理拍摄得到的图像有三种情况分别为矩形,圆形或椭圆形;

步骤7,根据拍摄得到的四种情况,检测平台移动机构(5‑4)及检测机构(5‑2)进行不同的运动,进而运动至对应的y、z坐标分为以下情形:

情况a:第一次拍摄所成图形为圆形,则检测平台移动机构(5‑4)不需要进行运动,z方向坐标确定,已找到尾气口位置,电动推杆(6‑1)部分开始伸长运行,推动探头(6‑2)运动,当条状压力传感器(8‑1)感受到碰撞产生的压力,发出电信号传给电动推杆(6‑1),电动推杆(6‑1)停止运行,y方向位置确定,探头(6‑2)开始采集尾气,进行检测;

情况b:第一次拍摄所成图形为矩形,说明此尾气管存在90°弯角,检测平台移动机构(5‑4)开始工作移动到弧形轨道(5‑1)最底端,当移动到最底端时检测平台移动机构(5‑4)停止工作,y方向位置确定,电动推杆(6‑1)开始伸长运行,推动探头(6‑2)运动,当条状压力传感器(8‑1)感受到碰撞产生的压力,发出电信号传给电动推杆(6‑1),电动推杆(6‑1)停止运行,z方向位置确定,探头(6‑2)开始采集尾气,进行检测;

情况c:第一次拍摄所成图像为椭圆形,说明尾气管有两种流程:

流程①:排气管与地面平行,由于探头(6‑2)高度问题,探头(6‑2)位于初始位置,高度较低,导致图像为椭圆形,针对此情况气缸推动升降平台(3‑3)提升高度直至提升至最高高度,在此过程中,热成像摄像机(6‑3)每隔0.05s拍摄一次图像,处理图像并记录,传输给图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5),当图像处理后为圆形时,说明探头(6‑2)以运动到与尾气管相同的水平高度,z方向位置确定,气缸停止工作,电动推杆(6‑1)开始伸长运行,推动探头(6‑2)运动,当条状压力传感器(8‑1)感受到碰撞产生的压力,发出电信号传给电动杆,电动推杆(6‑1)停止运行,y方向位置确定,探头(6‑2)开始采集尾气,进行检测;

流程②:按照流程①工作,若过程中未出现圆形图像,则说明排气管存在一定角度的弯角,角度为0~90°,通过图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5)接收到的时间离散化的热力学图像进行分析处理,利用内设算法确定尾气管弯角度数,确定弯角度数后,气缸收缩,升降平台(3‑3)降低到初始位置,检测平台移动机构(5‑4)从初始位置开始向弧形轨道(5‑1)最低处运动,当运动至探头(6‑2)指向角度与弯角角度相同时即探头(6‑2)方向与尾气管口轴线方向相同时,检测平台移动机构(5‑4)停止运动,完成上述流程后,气缸重新从初始位置开始工作,气缸推动升降平台(3‑3)提升高度,热成像摄像机(6‑3)每隔0.05s拍摄一次图像,处理图像,传输给图像信息识别系统(6‑4)及图像处理系统(6‑5),当图像处理后为圆形时,说明探头(6‑2)以运动到与尾气管相同的水平高度,z方向位置确定,气缸停止工作,电动推杆(6‑1)开始伸长运行,推动探头(6‑2)运动,当条状压力传感器(8‑1)感受到碰撞产生的压力,发出电信号传给电动杆,电动推杆(6‑1)停止运行,y方向位置确定,探头(6‑2)开始采集尾气,进行检测;

步骤8,将检测时采集尾气通过导气管(7‑4)引入检测仪(2‑4)进行分析,生出尾气内含量分析报告;

步骤9,分析完的尾气通过排气孔(10‑1)进入净化机构完成净化后排放;

步骤10,检测结束后,电动推杆(6‑1)收缩,探头(6‑2)部分回到初始位置,检测平台(5‑

3)电机驱动检测平台(5‑3)恢复至弧形轨道(5‑1)最高处,升降驱动件(3‑4)收缩至最短位置,丝杠电机(4‑3)回转带动底部平台回到初始位置,主体装置(1‑3)恢复至初始位置,检测结束。