[發明專利]一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法

有效

• 申請號: 201710597206.0
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107358604B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 肖梅;張雷;趙國玉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/155;G06T7/62
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明提供的一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，首先以區域塊為處理對象，并以中心區域為基準區域，在中心水平方向上，找出與基準區域大小和形狀均相同的對比區域，然后計算同一方向角的對比區域和基準區域的磨痕差異度，通過磨痕差異度計算磨痕軸方向角，根據磨痕方向角得到磨斑擺正圖，進而得到磨痕種子圖和磨斑區域圖；計算磨斑區域的等效半徑和方向半徑，根據方向半徑計算出方向半徑的方差和極差；計算出磨斑區域圖的軸差和離心度，通過方向半徑的方差、方向半徑極差、軸差或離心度任意一個參數對磨斑圖像的異常進行判定。本發明自動對磨斑圖像形貌進行分析，發現異常的磨斑圖像，便于試驗人員對發生異常的原因進行分析。

技術領域

本發明屬于汽車運行材料領域，具體涉及一種四球摩擦試驗磨斑圖像的異常檢測方法。

背景技術

《潤滑油抗磨損性能測定法(四球機法)》(SH/T0189-92)提供了一種潤滑劑抗磨性能的測定方法，當試驗員操作不規范、潤滑劑抗磨性能差或者潤滑劑未完全侵沒鋼球等因素，將導致試驗鋼球出現異常磨損，這就需要對采集的磨斑圖像進行甄別，及時將異常磨斑圖像檢測出來，提醒試驗人員重新進行試驗或及時更換潤滑劑，以保證獲取到正常的磨斑圖像數據，這對于準確測定潤滑劑的抗磨性、降低零部件的摩擦磨損具有重要的現實意義。基于此，亟待提出一種新的四球摩擦試驗磨斑圖像的異常檢測方法。國標SH/T0189-92給出了判定軸心不對中的方法，規定如果一個底球的兩次測量平均值與所有的六次測量平均值偏差大于0.04mm，則應該檢查上球與油杯的軸心對中情況。除此之外，未見任何與磨斑圖像異常檢測相關的文獻與資料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，解決了現有鋼球磨斑圖像的異常通過試驗人員目測，而試驗人員的感知會帶來誤差，導致檢測不準確的問題。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明提供的一種四球摩擦試驗磨斑圖像異常檢測方法，包括以下步驟：

第一步，用掃描電鏡采集待測鋼球和白色標尺，得到磨斑圖像F；通過加權平均法對磨斑圖像F進行灰度化處理，得到灰度磨斑圖f；

第二步，計算磨斑圖像中的單位像素的實際長度h；

第三步，將灰度磨斑圖f圍繞圖像中心點O順時針旋轉θ度，得到旋轉磨斑圖f_θ；

第四步，以旋轉磨斑圖f_θ的中心點O為中心選取一定的區域，作為基準區域A_θ；在中心水平方向上，以基準區域A_θ為中心，分別向兩側對稱選取與基準區域A_θ大小和形狀均相同的s個區域塊作為對比區域D_θ，共得2s個對比區域D_θ；

第五步，根據同一方向角θ的對比區域D_θ和基準區域A_θ的磨痕差異度C_θ計算磨痕軸向角

第六步，將第一步中所得的灰度磨斑圖f逆時針旋轉度，得到磨斑擺正圖

第七步，在上述磨斑擺正圖中提取磨痕區域的種子像素，得到磨痕種子圖Sa；

第八步，計算磨痕種子圖Sa中所有磨痕種子點像素的灰度均值，并以該灰度均值為自適應閾值對磨斑擺正圖進行分割，得到磨斑區域初圖H；

第九步，對磨痕種子圖Sa進行形態學膨脹運算，得到磨痕種子膨脹圖M_g；

第十步，對磨斑區域初圖H和磨痕種子膨脹圖M_g進行差分運算，得到磨斑異常圖M_l；

第十一步，對磨斑區域初圖H和磨斑異常圖M_l進行差分處理，得到磨斑差分圖M_p；