[发明专利]基于边缘亚像素技术的火花塞中心电极与地电极间的距离测量方法

说明书

技术领域

本发明属于精密仪器测量领域，涉及一种火花塞中心电极与地电极间的距离测量方法。特别涉及一种采用边缘亚像素技术确定火花塞的位置，实现火花塞间隙尺寸的测量。

背景技术

现代火花塞应用越来越广泛，它主要应用于汽车、摩托车等发动机上。火花塞电极间隙值的大小对发动机的工作性能有一定程度的影响。若电极间隙值太小，则跳火时间较早且电火花太小，使混合气的燃烧不够完善。若电极间隙值太大，则跳火时间较晚且电火花持续时间太短，甚至无电火花产生，导致发动机高速运转时缺火或火花弱，不利于发动机高速、加速性能的发挥。所以，火花塞中心电极与侧边或地电极间的距离必须在一定的范围内才能保证火花塞可以用于特定的发动机类型。

边缘亚像素技术

因此，采用边缘亚像素技术，设计一种火花塞中心电极与地电极间的距离测量方法，能够提高火花塞中心电极与地电极间的距离测量精度，并对其他应用领域的精密装置的测量有很好的指导借鉴意义，具有一定的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，设计一种基于边缘亚像素技术的火花塞中心电极与地电极间的距离测量方法，尤其适用于火花塞中心电极与地电极间的距离测量准确度的要求。

本发明所采用的技术方案是：采用整像素级边缘提取技术和边缘亚像素定位技术确定火花塞的位置。然后根据匹配的姿态，对用于测量的感兴趣区域进行校准；最后采用一维边缘提取得到其灰度轮廓以完成对火花塞间隙尺寸的测量。本发明可应用于精密零件的测量领域中。

本发明的目的在于采用边缘亚像素技术实现火花塞中心电极与地电极间的距离测量，并能完成数据管理统计等功能。

附图说明

附图1是：电池表面曲线波分解图

附图2是：电池表面缺陷

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体过程如下：

1、火花塞图像配准

由于各传感器成像过程中噪声的影响，目标在不同图像中的位置存在差异，如平移、旋转、比例变化等。课题中采用仿射变换实现图像的变换，利用边界相关运算建立仿射变换模型，自适应求得图像的配准参数，自动实现图像的平移、旋转和缩放。

首先对需配准的两幅图像估计配准的初始值，建立两个点集的坐标对应关系。计算两图像边界互相关矩阵，找出最大相关水平位置和垂直位置。对比例因子和旋转角度的选取可先确定一个大致范围，然后设定一定的间隔作步长因子，以互相关系数最大为原则进行迭代搜索，自适应取得最佳值。获得了最佳比例因子和旋转角度后，再对初始水平位置和垂直位置按最大相关原则沿图像两个正交方向逐像素搜索，以取得最佳水平位置和垂直位置。确定了配准参数后，就可对可见光图像进行平移、旋转和缩放。

2、确定火花塞位置

采用最小二乘线性回归直线边缘亚像素定位方法确定火花塞位置。在火花塞距离测量中，把目标边缘看作为理想的直线。首先采用高斯拉普拉斯函数(Laplacian of Gaus-sian)，也即LOG算子，与原图像进行卷积运算，通过求得零交叉点获得整像素边缘点，将图像边缘定位到整像素级精度，然后对边缘点直接进行最小二乘线性回归得到亚像素边缘定位。采取100个点估计最小二乘线性回归估计直线系数。

在线检测过程中使用形状模型在图像上找火花塞：

根据找到的火花塞位姿，创建测量用的矩形。由于所有图像中火花塞的方向大致相同，模型创建时仅考虑±30°范围。

首先对匹配的位姿进行二维刚性变换，使得模型与图像中的火花塞重合。然后，利用得到的变换对测量矩形中心的相对位置进行变换，最后使矩形的方向与火花塞的方向一致。

通过计算灰度值轮廓一阶导数的局部极值得到一维边界。

3、火花塞间隙确定

火花塞间隙的尺寸也就是通过两个边缘点的平行线间的距离。

本发明的优点在于，采用边缘亚像素技术确定火花塞的位置，提高了火花塞间隙尺寸测量的精度。