[發明專利]一種光照強度自適應的圖像測霜傳感器及識別方法

在審

• 申請號: 202010445934.1
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111474175A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王偉;李昭陽;孫育英;嚴海蓉;賈子健;王世權
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G06K9/00;G06T7/62
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種光照強度自適應的圖像測霜傳感器，其特征在于，包括圖像采集器(1)、圖像處理器(2)、基準照度面源(3)以及制冷裝置換熱器表面(7)；

所述圖像采集器(1)可為攝像探頭、廣角攝像頭或紅外成像裝置等任意一種可拍攝圖像的裝置，用于拍攝空氣源熱泵機組、熱泵型房間空調器等制冷裝置換熱器表面結霜情況；所述圖像處理器(2)包括信號輸入端(4)、信號處理段(5)以及信號輸出端(6)；所述圖像采集器(1)與所述圖像處理器(2)的信號輸入端(4)相連，用于傳輸圖像信號；所述圖像處理器信號處理段(5)用于將信號輸入端(4)接受到的圖像信號轉化為數字信號；所述圖像處理器信號輸出端(6)用于將圖像處理器信號處理段(5)轉化成的數字信號輸出；所述基準照度面源(3)為一特定材質的實體裝置，其表面顏色均勻且唯一，安裝于制冷裝置換熱器表面(7)邊緣處，能夠保證與制冷裝置換熱器表面(7)同時被圖像采集器(1)拍攝采集，用于校準不同光照強度下的圖像處理結果；

圖像采集器(1)用于拍攝制冷裝置換熱器表面(7)和基準照度面源(3)的共同照片；圖像采集器(1)與圖像處理器(2)的信號輸入端(4)連接，圖像處理器(2)的信號輸出端(6)與數據顯示系統連接。

2.按照權利要求1所述的一種光照強度自適應的圖像測霜傳感器，其特征在于，圖像處理器信號處理段(5)能夠進行圖像的處理、數據的處理。

3.按照權利要求2所述的一種光照強度自適應的圖像測霜傳感器，其特征在于，圖像的處理為濾波、銳化以及灰度處理，數據的的處理包括數據的修訂、比較和數據的計算功能，圖像處理器信號處理段(5)上述圖像處理和數據處理功能的先后疊加或集成一體化。

4.按照權利要求2所述的一種光照強度自適應的圖像測霜傳感器，其特征在于，其工作原理包括以下：

(1)在圖像處理器信號處理段中定義標準光照條線下結霜灰度閾值，基準照度面源灰度值；

(2)圖像采集器對換熱器表面以及基準照度面源進行實際拍攝，并將圖像信號傳輸到圖像處理器的信號輸入端；

(3)圖像處理器信號輸入端接收圖像信號后，在信號處理段對圖像進行濾波、銳化以及灰度處理，識別基準照度面源實際灰度值與換熱器表面各像素點實際灰度值；

(4)通過基準照度面源實際灰度值識別結果與標準光照條件下基準照度面源灰度值偏差，修正結霜灰度閾值，并以修正后的結霜灰度閾值為標準，即得到實際條件下結霜灰度閾值，換熱器表面各像素點實際灰度值大于或等于此實際條件下結霜灰度閾值的判定為結霜點，灰度值小于此實際條件下結霜灰度閾值的像素點判定為非結霜點；將結霜像素點個數除以總像素點個數，得出換熱器結霜區域面積占比；

(5)對圖像結霜像素點進行程度識別，將每個結霜像素點實際灰度值相加再除以結霜像素點個數，計算結霜像素點灰度平均值，通過實際基準照度面源灰度值識別結果修正該灰度平均值并做歸一處理；

(6)對步驟(4)中結霜面積占比和步驟(5)中結霜程度進行乘積處理，計算結果在圖像處理器信號輸出端中以數字信號輸出。