基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于精密儀器測量領域，具體為一種基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法。采用整像素級邊緣提取技術和邊緣亞像素定位技術確定火花塞的位置。然后根據(jù)匹配的姿態(tài)，對用于測量的感興趣區(qū)域進行校準；最后采用一維邊緣提取得到其灰度輪廓以完成對火花塞間隙尺寸的測量。本發(fā)明可應用于精密零件的測量領域中。
【專利說明】基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于精密儀器測量領域，涉及一種火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法。特別涉及一種采用邊緣亞像素技術確定火花塞的位置，實現(xiàn)火花塞間隙尺寸的測量。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代火花塞應用越來越廣泛，它主要應用于汽車、摩托車等發(fā)動機上?；鸹ㄈ姌O間隙值的大小對發(fā)動機的工作性能有一定程度的影響。若電極間隙值太小，則跳火時間較早且電火花太小，使混合氣的燃燒不夠完善。若電極間隙值太大，則跳火時間較晚且電火花持續(xù)時間太短，甚至無電火花產(chǎn)生，導致發(fā)動機高速運轉時缺火或火花弱，不利于發(fā)動機高速、加速性能的發(fā)揮。所以，火花塞中心電極與側邊或地電極間的距離必須在一定的范圍內才能保證火花塞可以用于特定的發(fā)動機類型。
[0003]邊緣亞像素技術
[0004]因此，采用邊緣亞像素技術，設計一種火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法，能夠提高火花塞中心電極與地電極間的距離測量精度，并對其他應用領域的精密裝置的測量有很好的指導借鑒意義，具有一定的應用價值。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是，設計一種基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法，尤其適用于火花塞中心電極與地電極間的距離測量準確度的要求。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是:采用整像素級邊緣提取技術和邊緣亞像素定位技術確定火花塞的位置。然后根據(jù)匹配的姿態(tài)，對用于測量的感興趣區(qū)域進行校準；最后采用一維邊緣提取得到其灰度輪廓以完成對火花塞間隙尺寸的測量。本發(fā)明可應用于精密零件的測量領域中。
[0007]本發(fā)明的目的在于采用邊緣亞像素技術實現(xiàn)火花塞中心電極與地電極間的距離測量，并能完成數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計等功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1是:電池表面曲線波分解圖
[0009]附圖2是:電池表面缺陷
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0011]具體過程如下:
[0012]1、火花塞圖像配準[0013]由于各傳感器成像過程中噪聲的影響，目標在不同圖像中的位置存在差異，如平移、旋轉、比例變化等。課題中采用仿射變換實現(xiàn)圖像的變換，利用邊界相關運算建立仿射變換模型，自適應求得圖像的配準參數(shù)，自動實現(xiàn)圖像的平移、旋轉和縮放。
[0014]首先對需配準的兩幅圖像估計配準的初始值，建立兩個點集的坐標對應關系。計算兩圖像邊界互相關矩陣，找出最大相關水平位置和垂直位置。對比例因子和旋轉角度的選取可先確定一個大致范圍，然后設定一定的間隔作步長因子，以互相關系數(shù)最大為原則進行迭代搜索，自適應取得最佳值。獲得了最佳比例因子和旋轉角度后，再對初始水平位置和垂直位置按最大相關原則沿圖像兩個正交方向逐像素搜索，以取得最佳水平位置和垂直位置。確定了配準參數(shù)后，就可對可見光圖像進行平移、旋轉和縮放。
[0015]2、確定火花塞位置
[0016]采用最小二乘線性回歸直線邊緣亞像素定位方法確定火花塞位置。在火花塞距離測量中，把目標邊緣看作為理想的直線。首先采用高斯拉普拉斯函數(shù)(Laplacian ofGaus-sian)，也即LOG算子，與原圖像進行卷積運算，通過求得零交叉點獲得整像素邊緣點，將圖像邊緣定位到整像素級精度，然后對邊緣點直接進行最小二乘線性回歸得到亞像素邊緣定位。采取100個點估計最小二乘線性回歸估計直線系數(shù)。
[0017]在線檢測過程中使用形狀模型在圖像上找火花塞:
[0018]根據(jù)找到的火花塞位姿，創(chuàng)建測量用的矩形。由于所有圖像中火花塞的方向大致相同，模型創(chuàng)建時僅考慮±30°范圍。
[0019]首先對匹配的位姿進行二維剛性變換，使得模型與圖像中的火花塞重合。然后，利用得到的變換對測量矩形中心的相對位置進行變換，最后使矩形的方向與火花塞的方向一致。
[0020]通過計算灰度值輪廓一階導數(shù)的局部極值得到一維邊界。
[0021]3、火花塞間隙確定
[0022]火花塞間隙的尺寸也就是通過兩個邊緣點的平行線間的距離。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點在于，采用邊緣亞像素技術確定火花塞的位置，提高了火花塞間隙尺寸測量的精度。
【權利要求】
1.一種基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法，其特征在于，采用整像素級邊緣提取技術和邊緣亞像素定位技術確定火花塞的位置。然后根據(jù)匹配的姿態(tài)，對用于測量的感興趣區(qū)域進行校準；最后采用一維邊緣提取得到其灰度輪廓以完成對火花塞間隙尺寸的測量。本發(fā)明可應用于精密零件的測量領域中。所述整個檢測方法的實現(xiàn)。
2.根據(jù)權利I所述一種基于邊緣亞像素技術的火花塞中心電極與地電極間的距離測量方法，其特征還在于，圖像的配準參數(shù)的估計；所述的方法能夠完成火花塞間隙尺寸的測量，并能完成數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計等功能。
【文檔編號】G01B11/14GK103615987SQ201310682738
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權日:2013年12月9日
【發(fā)明者】羅菁 申請人:天津工業(yè)大學