江苏鼎业信息技术有限公司朱晓委获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏鼎业信息技术有限公司申请的专利基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116183468B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211392957.6,技术领域涉及:G01N15/1404;该发明授权基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法是由朱晓委;陈正信;徐沛设计研发完成,并于2022-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法,通过相机分别实时采集一个料滴的一组图像并识别轮廓,对识别轮廓进行比例缩放和竖直矫正,采用拟合算法建立立体模型,并计算包含立体像素数,计算单个立体像素的标定质量,计算和监控料滴的实时质量等。本发明属于液态料滴监测技术领域,特别涉及液态高温料滴的图像处理及质量获取算法,适用于液态料滴的形状、体积和质量特征的监测。本发明提供了一套能在料滴下落过程中实时获取料滴质量的的基于三相机视觉的立体建模及单像素质量标定算法,能够实时获取每个料滴立体模型和质量等特征,并且精度很高,数据准确可靠,为液态料滴的监控提供了的数据支持。
本发明授权基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法在权利要求书中公布了:1.基于视觉和单像素标定的液态料滴特征的实时监测方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤一、通过相机分别实时采集一个料滴的一组图像,并对图像进行轮廓识别,得到识别轮廓; 步骤二、将步骤一中的识别轮廓进行比例缩放和竖直矫正;重新获得一组三张新图像; 步骤三、根据新图像的三条轮廓曲线和三个新图像的第n行轮廓点的中心点形成的中心线,采用拟合算法建立立体模型,并计算包含立体像素数; 步骤四、对标定料滴进行称重; 步骤五、根据标定料滴的包含立体像素数和质量,计算单个立体像素的标定质量; 步骤六、根据后续测量的料滴的体积和单个立体像素标定质量,计算和监控料滴的实时质量; 步骤一中所述的相机的为三台相机,一组图像为三张图像,识别轮廓为三个识别轮廓; 步骤一中所述的轮廓识别的方法为对三张图像进行二值化处理后提取轮廓,具体为提取各自轮廓边界线的轮廓点的坐标值; 所述轮廓点的坐标值为连续且封闭的边界像素串的行列值; 步骤二中所述的比例缩放和竖直矫正的方法为获取每张料滴识别轮廓中的顶部和底部的切线切点,并计算料滴形状的高度值和宽度值,按照第一张图像的高度值将其他两张图像进行比例缩放,重新获得一组三张新图像,新图像分别为新图像A、新图像B、新图像C; 步骤三中所述的采用拟合算法建立立体模型,并计算包含立体像素数的具体步骤包括如下操作: 1移动中心分层匹配 为了将三张等高度的新图像的轮廓矢量架构形成料滴立体轮廓,将等行号的六个轮廓点进行二维中心匹配,第n行像素行对应的三个新图像的轮廓点在各自图像中的坐标值为:在第n行,新图像A中两个轮廓点坐标为、,中心点为;新图像B中两个轮廓点坐标为、,中心点为;新图像C两个轮廓点坐标为、,中心点为;其中n代表行数,x代表轮廓点坐在列数; 三台相机为相机A、相机B、相机C,将新图像B、新图像C按照中心点坐标平移至新图像A的中心点,同时按照相机B、相机C与相机A的夹角计入新图像点的二维坐标中,其中相机A的图片夹角为;相机B的图片夹角为;相机C的图片夹角为,则获取第n行的二维切面,新图像A中两个轮廓点表达为:、;新图像B中两个轮廓点表达为:、;新图像C中两个轮廓点表达为:、; 2基于二倍中误差探测剔除法剔除误差数据 在采用1中的新图像的轮廓点来构建椭圆之前,需要对错误数据或者误差较大的点进行剔除; 剔除方法: 1计算所有点到中心点的距离; 2计算所有距离的均值; 3计算各个距离相对均值的偏差,并计算标准差; 4剔除大于二倍标准差的距离偏差的点; 标准差计算公式如下: 1 为标准差,d为每个点距离中心点的距离;为每个点距离中心点的距离的均值,n代表行数; 3最小二乘拟合椭圆参数 在第n层即可视为一个二维平面,已知六个点及中心位置来拟合一个椭圆; 曲线方程: 2 已知六个点坐标分别为第n行像素行对应的三个新图像的轮廓点在各自图像中的坐标值,六个矢量点经过角度规算后的六个平面点,并将带入到曲线法方程中,目标函数为: 3 最小二乘平差处理,使得最小,最终计算方程系数A,B,C,D,E,F的值; 根据A,B,C,D,E,F的值,按照椭圆计算公式即可计算椭圆参数: 4 5 6 7 8 其中,a是椭圆的长半轴的长,b是椭圆的短半轴的长,是参数,是参数,表示原点与椭圆上一点连线与x正半轴的夹角或称为仰角; 继而,可以计算椭圆所在像素行的面积: i=0~N9 其中,表示椭圆所在像素行的面积,为圆周率,为n行椭圆的长半轴的长,为n行椭圆的短半轴的长; 4逐层叠加累加计算立体料滴体积: 10 其中,为立体料滴体积。
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