[發明專利]一種基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法

在審

• 申請號: 202211414114.1
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115713031A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 張桂臣;張春昌;王立成;李毅凡
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06V10/26;G06V10/762
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 劉朵朵

1.一種基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法，其特征在于，包括：

(1)建立船舶主機潤滑數據庫，包括出廠臺架氣缸的氣缸潤滑圖像集、氣缸潤滑油數據和掃氣道殘油數據，以及前期運行中采集的歷史氣缸的氣缸潤滑圖像集、氣缸潤滑油數據和掃氣道殘油數據；

(2)實時采集當前氣缸的氣缸潤滑圖像集、氣缸潤滑油數據和掃氣道殘油數據，并對所述當前氣缸的氣缸潤滑圖像集進行預處理；

(3)將預處理后的所述當前氣缸的氣缸潤滑圖像集進行圖像分割及聚類分析，對比所述船舶主機潤滑數據庫得到結碳、臟污、劃痕、磨損程度的特征識別結果；

(4)針對所述特征識別結果進行氣缸潤滑質量評估得到評估等級，并根據所述評估等級進行氣缸潤滑優化調節。

2.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法，其特征在于，所述步驟2中的將所述當前氣缸的氣缸潤滑圖像集進行預處理包括：

圖像校正：對所述當前氣缸的氣缸潤滑圖像集中圖像進行區域定位并提取圖像特征信息，利用Hough變換進行直線測量、計算傾角，然后進行圖像旋轉得到圖像校正結果；

圖像平滑濾波：基于形態學的權重自適應圖像去噪法，減少圖像噪聲和圖像采集過程中隨機噪聲，采用中值濾波法，將像素鄰域的灰度值排序后取中位數值為中心像素的新灰度值，使鄰域內亮度值突變像素出現在序列的首或尾，中值濾波算法將其消除；

圖像灰度化：基于直方圖優化的圖像去霧技術，采用加權平均值法對原RGB圖像進行灰度化處理得到最適合觀察的灰度圖像；

圖像二值化：設置將目標和背景分開的灰度值閾值Γ，當像素點灰度值＜Γ時，該點顏色值為0，否則為1。

3.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法，其特征在于，所述步驟3中特征識別方法包括：

(3.1)將預處理后的所述當前氣缸的氣缸潤滑圖像集進行歸一化處理，得到待檢測識別圖像集；

(3.2)基于閾值分割、分水嶺分割法將所述待檢測識別圖像集分成各具特性區域并提取出感興趣的目標，包括：白色積碳、黑色積碳及劃痕，獲得圖像分割結果；

(3.3)采用K-means均值法對所述待檢測識別圖像集進行聚類分析，所述K-means聚類算法在每次迭代中對分類是否正確進行判斷、調整、修改聚類中心，進入下一次迭代，直至滿足評價聚類性能的誤差平方和準則函數為局部最小，得到聚類分析結果；

(3.4)將所述圖像分割結果及所述聚類分析結果，與所述出廠臺架氣缸的氣缸潤滑圖像集進行比較，得到被檢測圖像的結碳、臟污、劃痕、磨損程度的特征識別結果；與所述歷史氣缸的氣缸潤滑圖像集進行圖像對比后選擇最接近的所述歷史氣缸的氣缸潤滑圖像集對應的氣缸潤滑油數據和掃氣道殘油數據作為參考值。

4.根據權利要求1所述的基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法，其特征在于：

所述氣缸潤滑圖像集包括缸套內表面、活塞頭區域、活塞頭側部、活塞環區域4類圖像；

所述氣缸潤滑油數據包括氣缸潤滑油的堿值和注油率；

所述掃氣道殘油數據包括掃氣道殘油的殘堿值和含鐵量。

5.根據權利要求4所述的基于計算機視覺的船舶主機氣缸潤滑優化調節方法，其特征在于，所述評估等級分3級：

Ⅰ級：缸套內表面沒有劃痕，活塞頭頂部、活塞頭側部或活塞環區域第一道環周圍，這四個部位都會出現白色沉積物，表明所述當前氣缸的氣缸潤滑油的注油率過大或者所述當前氣缸的氣缸潤滑油的堿值過高；

Ⅱ級：缸套內表面沒有劃痕，活塞頭頂部、活塞頭側部或活塞環區域的第一道環槽周圍，這四個部位都會出現黑色積碳，表明所述當前氣缸的氣缸潤滑油的注油率過少或者所述當前氣缸的氣缸潤滑油的堿值過低；

Ⅲ級：缸套內表面存在劃痕或/和活塞環表面存在麻點、剝落、凹坑，表明所述當前氣缸的氣缸潤滑油的注油率過少，產生干摩擦；缸套內表面存在劃痕且缸套內表面泛紅色，活塞頭頂部沉積物泛紅色，或活塞環表面劃痕，表明氣缸潤滑過量、所述當前氣缸的氣缸潤滑油的堿值太高，產生磨料磨損。