本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油檢測(cè)裝置領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油具有潤(rùn)滑、密封、清潔、冷卻等四大主要功能，潤(rùn)滑油的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作穩(wěn)定性和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的故障率。潤(rùn)滑油在發(fā)動(dòng)機(jī)中隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的積累，由于潤(rùn)滑油受到高溫而氧化、燃油蒸汽水分的侵入、零部件的磨損物等，最終導(dǎo)致潤(rùn)滑油受到它們的影響而污染。所以需要經(jīng)常不定期更換潤(rùn)滑油是保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的必要條件。目前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)主要有兩種：在線和離線。離線技術(shù)主要通過(guò)采集發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油樣本，借助一定的儀器設(shè)備分析其性能和狀態(tài)，這些儀器測(cè)量精度高，但是體積龐大，不適合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，且檢測(cè)所需時(shí)間較長(zhǎng)。在線監(jiān)測(cè)方法主要是通過(guò)電導(dǎo)率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)電導(dǎo)率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行檢測(cè)方法中，傳感器管壁對(duì)電磁波的傳播有一定的干擾，這使得測(cè)量結(jié)果不精確。

機(jī)器視覺(jué)是一門(mén)涉及諸多領(lǐng)域的新興學(xué)科，涵蓋心理物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、圖像處理和模式識(shí)別等內(nèi)容。它利用計(jì)算機(jī)模擬人的視覺(jué)功能，從客觀事物的圖像中提取有用信息，加以處理和理解，最后用于工程測(cè)量和控制。在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油使用過(guò)程中，油的化學(xué)成分發(fā)生變化或者是參雜混合物時(shí)，會(huì)伴隨著顏色的變化。本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量檢測(cè)裝置通過(guò)觀察潤(rùn)滑油顏色的變化來(lái)監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油質(zhì)量，精確度高、靈敏性強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，包括照明單元、圖像采集單元、圖像處理單元、預(yù)警提示單元，所述預(yù)警提示單元包括燈具驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)警提示燈，所述圖像采集單元的信號(hào)輸出端與所述圖像處理單元的信號(hào)輸入端連接，所述圖像處理單元的信號(hào)輸出端與所述燈具驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸入端連接，所述燈具驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸出端與所述預(yù)警提示燈連接；所述圖像采集單元用于在照明單元的照射下采集潤(rùn)滑油初始狀態(tài)圖像；所述圖像處理單元用于建立待測(cè)潤(rùn)滑油與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油圖像對(duì)，提取圖像對(duì)基于HSV顏色空間的特征向量，計(jì)算圖像對(duì)特征向量的相關(guān)系數(shù)值，根據(jù)相關(guān)系數(shù)值判斷潤(rùn)滑油是否發(fā)生改變；所述預(yù)警提示單元用于在圖片處理單元判斷潤(rùn)滑油發(fā)生改變時(shí)控制和啟動(dòng)燈具驅(qū)動(dòng)電路，自動(dòng)點(diǎn)亮預(yù)警提示燈。

在上述方案中，所述照明單元是LED燈，設(shè)置在可將潤(rùn)滑油照亮的位置。

在上述方案中，所述圖像采集單元為耐高溫CCD攝像機(jī)以及攝像機(jī)對(duì)應(yīng)的鏡頭，設(shè)置在可拍攝潤(rùn)滑油的位置。

在上述方案中，所述圖像處理單元為ARM處理器。

實(shí)施本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明基于機(jī)械視覺(jué)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)，能夠有效地監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的質(zhì)量，預(yù)防潤(rùn)滑油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的發(fā)動(dòng)機(jī)故障，保障了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的平穩(wěn)性；

2、本發(fā)明通過(guò)耐高溫CCD攝像機(jī)采集發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油圖像，根據(jù)圖像處理單元提取圖像顏色特征向量，利用相關(guān)系數(shù)算法將潤(rùn)滑油圖像特征與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油圖像特征進(jìn)行匹配，得出圖像顏色的相似程度，根據(jù)圖像顏色的相似程度，判斷潤(rùn)滑油的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

3、本發(fā)明基于機(jī)械視覺(jué)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與通過(guò)檢測(cè)潤(rùn)滑油的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的傳統(tǒng)裝置對(duì)比，具有實(shí)施簡(jiǎn)單方便、精確度高、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1為本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中圖像處理單元對(duì)圖片處理的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置，包括照明單元、圖像采集單元、圖像處理單元、預(yù)警提示單元。預(yù)警提示單元包括燈具驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)警提示燈，圖像采集單元的信號(hào)輸出端與圖像處理單元的信號(hào)輸入端連接，圖像處理單元的信號(hào)輸出端與燈具驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸入端連接，燈具驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸出端與預(yù)警提示燈連接。優(yōu)選地，照明單元是圖像采集單元的輔助工具，其采用LED燈，設(shè)置在可將潤(rùn)滑油照亮的位置，目的是獲得高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。

圖像采集單元為耐高溫CCD攝像機(jī)以及攝像機(jī)對(duì)應(yīng)的鏡頭，設(shè)置在可拍攝潤(rùn)滑油的位置。本發(fā)明通過(guò)耐高溫CCD攝像機(jī)采集潤(rùn)滑油圖像，并將圖像輸送給圖像處理單元。

圖像處理單元為ARM處理器，其用于建立待測(cè)潤(rùn)滑油與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油圖像對(duì)，提取圖像對(duì)基于HSV顏色空間的特征向量，計(jì)算圖像對(duì)特征向量的相關(guān)系數(shù)值，根據(jù)相關(guān)系數(shù)值判斷潤(rùn)滑油是否發(fā)生改變。

預(yù)警提示單元用于在圖片處理單元判斷潤(rùn)滑油發(fā)生改變時(shí)控制和啟動(dòng)燈具驅(qū)動(dòng)電路，自動(dòng)點(diǎn)亮預(yù)警提示燈。

本發(fā)明的工作過(guò)程如下：

圖像采集單元在照明單元的照射下采集潤(rùn)滑油初始狀態(tài)圖像，將圖像傳給圖像處理單元。圖像處理單元存儲(chǔ)所采集潤(rùn)滑油初始狀態(tài)圖像。

監(jiān)測(cè)過(guò)程中，圖像采集單元在照明單元的照射下通過(guò)耐高溫CCD攝像機(jī)獲取潤(rùn)滑油圖像，將圖像傳送圖像處理單元。

圖像處理單元獲取圖像的RGB顏色信息，并將其轉(zhuǎn)化到HSV顏色空間。把HSV顏色空間的色度分量H分布軸分為8個(gè)空間，把飽和度S分為3個(gè)空間，亮度分量V分為3個(gè)空間。按照H、S、V三個(gè)分量在顏色感知中對(duì)視覺(jué)特征影響的重要程度確定顏色特征量化集為G＝9H+3S+V。這樣H、S、V三個(gè)分量在一維矢量上分布開(kāi)來(lái)，G的取值范圍為0～71。統(tǒng)計(jì)得到圖像的HSV顏色統(tǒng)計(jì)直方圖，在直方圖中，

上式中，i是顏色特征量化集中元素，n_i是顏色特征值為i的像素個(gè)數(shù)，N是像素的總數(shù)。對(duì)G進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后，圖像獲得了72個(gè)顏色分量的一維特征向量，該特征向量即為圖像的特征向量。

如圖2所示，圖像處理單元建立待測(cè)潤(rùn)滑油與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油圖像對(duì)，提取圖像對(duì)基于HSV顏色空間的特征向量并進(jìn)行歸一化后，利用相關(guān)系數(shù)算法將待測(cè)潤(rùn)滑油圖像特征與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油圖像特征進(jìn)行匹配，得出兩種顏色特征向量的相關(guān)系數(shù)值。兩圖像歸一化后的特征向量分別為A和B，則A與B之間的相關(guān)系數(shù)為：

提取多份需要更換潤(rùn)滑油樣本與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定需要更換潤(rùn)滑油與初始狀態(tài)潤(rùn)滑油基于HSV顏色空間的特征向量的相關(guān)系數(shù)ω。在潤(rùn)滑油工作過(guò)程中，其顏色特征向與初始狀態(tài)顏色特征向量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到ω值時(shí)，系統(tǒng)判斷潤(rùn)滑油質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)圖片處理單元判斷潤(rùn)滑油質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，控制預(yù)警提示單元啟動(dòng)燈具驅(qū)動(dòng)電路，預(yù)警提示燈自動(dòng)點(diǎn)亮。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。