[发明专利]一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法

权利要求书

1.一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，四球摩擦试验结束后，通过扫面电镜采集试验所使用的三个底部钢球上的磨斑图像F；

步骤S2，将采集到的彩色磨斑图像F进行灰度化处理，得到灰度磨斑图f；

步骤S3，将上述所得到的灰度磨斑图f第一次以α旋转角度进行旋转，得到旋转了α的旋转边缘图f_α；

步骤S4，对上述所得的旋转磨斑图f_α进行行差分处理，得到行差分图d_α；

步骤S5，对上述所得的行差分图d_α进行行差分和处理，得到行差分和图s_α；

步骤S6，计算上述所得的行差分和图s_α的行差峰值z_α；

步骤S7，当α＜180°时，则需以迭代法循环执行步骤S3到步骤S6；

步骤S8，当α≥180°时，则根据行差峰值z_α确定磨斑图像方向角θ；

其中，步骤S7中，所述迭代法是指以旋转角度α加设定的旋转步长β作为新的旋转角度进行循环旋转，即，α＝α+β，其中，β的取值越小，精度越高，之后得到C_β组的磨斑灰度图的旋转数组和与其数组对应的行差峰值z_α；

步骤S8中，根据上述所得C_β组的行差峰值z_α，满足时，则α＝θ。

2.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S1中，所述磨斑图像F的像素大小为M×N，所述磨斑图像F的任一像素点的坐标为(x,y)，则x和y分别表示该像素点的行和列，且x和y均为整数。

3.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S2中，所述灰度磨斑图像f中像素点(x,y)的灰度值为f(x,y)，则f(x,y)的计算式如式(1)所示：

f(x,y)＝0.3·R(x,y)+0.59·G(x,y)+0.11·B(x,y) (1)

其中，R(x,y)、G(x,y)和B(x,y)分别表示磨斑图像F中像素(x,y)的红色分量值、绿色分量值和蓝色分量值。

4.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S3中，上述旋转磨斑图f_α的大小为M_α和N_α。

5.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S4中，所述行差分图d_α的大小为(M_α-1)×N_α，其中，所述行差分图d_α的像素点计算式如式(2)所示：

d_α(x,y)＝|f_α(x+1,y)-f_α(x,y)| (2)

其中，2≤x≤M_α,1≤y≤N_α。

6.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S5中，所述行差分和处理的计算式如(3)所示：

其中，s_α为行差分和图；s_α(x)表示第x(1≤x≤(M_α-1))行的行差和；d_α(x,y)表示像素(x,y)的行差值。

7.根据权利要求1上述的一种四球摩擦试验磨斑图像磨痕方向角自动测定方法，其特征在于：步骤S6中，所述行差峰值计算如式(4)所示：

其中，t_α(k)表示s_α中数值大到小排序位于第k的峰值点；z_α表示旋转α度的磨斑图的行差峰值。