[发明专利]通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的方法及装置

说明书

本发明公开了一种通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的方法及装置，其中，方法步骤如下：拍摄多张喷油器表面的图片；将图片分割成若干集合，建立数据二维数组和数据三维数组；对数据三维数组中的每一个元素计算方差，记为特征值，建立特征值三维数组；排序并筛选方差最大的点，建立序号二维数组；建立边缘识别后的序号二维数组；计算喷油器表面有无积碳两个状态下的体积，体积差值为积碳体积；重构数据三维数组，得到一张完整的图片。装置包括三维滑台、相机、放大镜头、动力系统和喷油器支架，喷油器置于喷油器支架上，由动力系统向放大镜头处推动，并通过景深技术获取喷油器表面图片。本发明能够准确测定积碳体积，具备较强实用价值。

技术领域

本发明涉及喷油器表面沉积物形貌的获取技术领域，尤其是一种通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的方法及装置。

背景技术

喷油器表面沉积物的体积十分难以测定，但是又十分重要，尤其对于评价燃油的清净性及喷油器的设计十分重要。传统方法中，利用白光干涉方法，放大倍数太大，只能评价部分沉积物的体积，不能测定整体体积。使用工业CT方法，由于表面沉积物与空气差异太小而不能表达沉积物的体积；使用接触式三坐标测量仪，由于沉积物比较疏松，容易对沉积物造成改变，因此行业需要一种非接触的方法来表征喷油器的沉积物形貌。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种简便易行、成本较低、速度快且能够准确测定表面沉积物体积的通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的方法，包括以下步骤：

1)通过景深技术沿喷油器轴向依次拍摄多张喷油器表面不同位置的图片；

2)将每一张图片分割成像素一致的若干个集合，将每一张分割后的图片建立为一个数据二维数组，之后将所有分割后的图片建立为一个数据三维数组；

3)对数据三维数组中的每一个元素计算方差，记为特征值，建立一个特征值构成的特征值三维数组；

4)对特征值三维数组中的每一个第三维数字进行排序，筛选方差最大的点，建立一个由最大特征值序号组成的序号二维数组；

5)对序号二维数组的数据进行边缘识别，剔除边缘以外的点，建立一个边缘识别后的序号二维数组；

6)根据边缘识别后的序号二维数组，计算体积；

7)对同一喷油器表面有积碳和无积碳的两个状态分别计算体积，两个体积的差值即为喷油器表面的积碳体积；

8)根据边缘识别后的序号二维数组，对数据三维数组进行重构，得到一张完整的图片。

进一步地，每个集合为10*10个像素。

进一步地，数据三维数组中的每一个元素均是一个10*10像素的小图片。

一种通过景深计算获取完整喷油器表面三维形貌的装置，包括三维滑台、相机、放大镜头、动力系统和喷油器支架，放大镜头安装在相机上、相机固接于三维滑台上并通过三维滑台来调整相机及放大镜头的位置，喷油器支架上水平放置有喷油器且喷油器与放大镜头同轴设置，喷油器支架由动力系统驱动以带动喷油器能够沿其自身轴向往复移动并实现喷油器与放大镜头之间的距离调整。

进一步地，所述动力系统包括基座、步进电机、丝杠和传动螺母，丝杠可转动地水平安装在基座上且丝杠的一端与步进电机输出端连接，传动螺母上部固接有喷油器支架、下部通过导轨副可移动地安装在基座上，传动螺母与丝杠螺纹传动连接，在步进电机的驱动下丝杠带动传动螺母在基座上滑动以实现喷油器与放大镜头之间的距离调整。