[發明專利]一種汽車制動管道內氣泡特征的提取方法

有效

• 申請號: 202010218489.5
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111415348B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 柯伊宇;李孝祿;許滄粟;周康康;徐剛強;陳源
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/155;G06T7/246;G06T7/62;G06T7/136;G06T7/11;G06T7/13;G06V10/764;G06V10/774
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 施利江

1.一種汽車制動管道內氣泡特征的提取方法；其特征在于：包括如下步驟：

S1建立汽車制動管道內氣泡訓練集；

S2建立汽車制動管道內氣泡測試集；先采用凸缺陷檢測算法區分單獨氣泡和氣泡群，再使用自定義基底的分水嶺算法對氣泡群進行分割，分離氣泡群中的單獨氣泡，獲得汽車制動管道內的單獨氣泡測試集；以實現汽車管道內氣泡完全檢測；

S3通過S1中的氣泡訓練集設定氣泡氣泡流型參數閾值，按照氣泡流型參數閾值將步驟S2中氣泡測試集內的每個氣泡進行氣泡流型分類；

S4對步驟S2中獲得的氣泡測試集內前后幀的氣泡，利用匈牙利算法進行最大匹配和最優匹配；以追蹤氣泡在汽車制動管道內兩相流流動視頻每一幀中的位置，計算氣泡測試集內每個氣泡的速度以及氣泡所對應的各特征；步驟S4中的具體步驟如下：

S41建立氣泡庫和預存庫：首先定義預存庫用于儲存頭次出現的新氣泡，而氣泡庫用于存儲出現多次的具有速度屬性的氣泡；具體如下：利用匈牙利算法對氣泡測試集內每一幀中的氣泡實際參數與氣泡庫中氣泡的預測參數進行最大匹配，再把匹配成功的氣泡進行最優匹配，使得匹配的功耗最小；

其中，匹配參數包括氣泡橫坐標x、氣泡縱坐標y和氣泡面積S；分別求出匹配參數氣泡橫坐標x的偏差Δx＝|x_expect-x_actual|,x_expect表示匹配參數氣泡橫坐標x的的期望值，x_actual表示匹配參數氣泡橫坐標x的的真實值；匹配參數氣泡縱坐標y的偏差Δy＝|y_expect-y_actual|，y_expect表示匹配參數氣泡縱坐標y的期望值，y_actual表示匹配參數氣泡縱坐標y的真實值；匹配參數氣泡面積S的偏差S_expect表示匹配參數氣泡面積S的期望值，S_actual表示匹配參數氣泡面積S的真實值；

當氣泡存在預測參數時，期望值就是預測參數的值，當氣泡不存在預測參數時，期望值就是上一幀的氣泡參數；

其中，預測參數為已存在于氣泡庫中氣泡參數；實際參數為實際測出的參數；

在進行最大匹配的時候，分別設定Δx、Δy和ΔS的偏差閾值，要求三個偏差在閾值內；在進行最優匹配的時候，將三個偏差按比例合成，作為兩個氣泡間匹配的功耗；

S42再將未成功匹配的氣泡實際參數與預存庫中上一幀氣泡的參數進行最大匹配，如果匹配成功，計算氣泡速度并將氣泡存入氣泡庫；匹配失敗的氣泡定義為新氣泡；匹配結束后，新氣泡存入預存庫，用于下一循環的匹配；

S43將氣泡庫中氣泡的成功匹配次數大于等于3的氣泡作為穩定匹配氣泡，追蹤并輸出其位置，并得到實時的縱橫比、流型、體積和速度特征；氣泡庫中超過三次匹配失敗的氣泡作為消失處理，將其剔除；

S5運用數值積分法，求出S2中氣泡測試集內每個氣泡的體積；

S6提取S3、S4、S5中所獲得的氣泡各特征信息。

2.根據權利要求1所述的汽車制動管道內氣泡特征的提取方法；其特征在于，步驟S1中的具體步驟如下：

S11使用高速攝像機拍攝汽車制動管道內兩相流流動視頻；

S12將汽車制動管道內兩相流流動視頻導入Opencv中，運用ROI選擇汽車制動管道內氣泡訓練集中的樣本氣泡，進而獲得具有時序性多幀圖的氣泡訓練集。