基于自适应图像匹配的喷嘴性能试验器研究.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术N0．92011年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2011文章编号：1001—2265(2011)1l一0047—04基于自适应图像匹配的喷嘴性能试验器研究球黄晓峰，龙永红(湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南株洲412008)摘要：针对航空发动机喷嘴雾化性能的两个重要指标：雾化角和雾化不均匀度检测，研发了基于自适应图像匹配的自动检测设备。针对雾化不均匀度图像特征随长期使用而变化的特性，提出了自适应图像匹配方法，针对不同特

2、征的图像自动选择最优的匹配模板进行匹配，并通过基于最小二乘法标定拟合的函数计算燃油体积和分布不均匀度。雾化角与中心偏移检测误差<0．5。，雾化不均匀度燃油体积检测误差±2ml，在多图平均法、模糊c均值聚类后，用霍夫变换获取喷雾边界线，计算喷雾锥角和中心偏移。系统重复性好，精度高。关键词：自适应图像匹配；计算机视觉；模糊C均值聚类；霍夫变换；最小二乘法中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AApplicationofComputerVisioninPerformanceTesterofEngineNozzleHUANGXiao-

3、feng，LONGYong—hong(CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversityofTechnology，ZhuzhouHunan412008，China)Abstract：Inordertodetectatomizationangleanduniformityofaircraftenginenozzle，anewtesterofself—adaptiveimagematchingisdesigned．Multi—graphaverage，FuzzyC—

4、meansclusteringandHoughtransformareintroducedinsprayangleandcenteroffsettest．Accordingtothecharacteristicofimage’Suniformitychangingwithtime，self—adaptiveimagematchingmethodisproposed．Optimaltemplatewasautomaticallychosentomatchtheimageswithdiferentcharacteristictocal

5、culatetheatomizationuni—formitydegreeandatomizationuniformitywascalculatedbasedonafunctionofleastsquaresmothod．Theerrorsofatomizationangleandcenterofsetarelessthan0．5degree．Inuniformitytest，theerroroffuelvolumeislessthan±2m1．Thecharacteristicsofthismethodaregoodrepeat

6、abilityandhigherpreci-sion．Keywords：self-adaptiveimagematching；computervision；fuzzyC-meansclustering；houghtrans—form：1eastsquaresmothod小，则导致燃烧不充分。0引言喷雾的不均匀会导致燃烧室内油气比例分布失雾化锥角和不均匀度是航空发动机喷嘴的决定调，产生局部富油或贫油。局部富油使燃烧不充分，性指标。喷雾锥角的大小将影响燃料与空气t昆合、增大排气冒烟量，局部贫油则不利于燃烧的稳定性，燃烧性能、火焰形状等

7、。在航空发动机中，喷雾锥角两者均会恶化出口温度场品质和降低燃料效率。过主要根据火焰筒的结构尺寸确定，不但影响燃烧效大尺寸的雾滴碰撞燃烧室壁面，会造成壁面过热和率，而且关系到火焰筒的使用寿命。角度太大或向积炭，产生冒烟和燃烧不完全。积炭会阻止燃油从一边倾斜，喷雾会喷溅至火焰筒壁上，在高温下逐渐喷嘴中顺利流出，使喷雾锥角偏斜，恶化燃烧品质，聚积为垢状积炭，使火焰筒局部过热损坏。角度太积炭碎片飞出还有可能损伤高速旋转的涡轮叶片，收稿日期：2011—04—14；修回日期：2011—04—25基金项目：湖南省自然科学基金项目(09JJ311

8、5)；湖南省教育厅优秀青年项目(08B019)作者简介：黄晓峰(1974一)，男，湖南人，湖南工业大学电气与信息工程学院讲师，硕士，从事计算机控制与智能控制研究，(E—mail)hxf211@sina．corn。·48·组合机床与自动化加工技术第9