成装置包括蛇形内窥镜7W及设置在计 算机9内部的图像处理单元、气累II6、软管II8,软管一端外侧钻一圆孔，蛇形内窥镜通过 运个圆孔进入软管中，并用密封带密封好，蛇形内窥镜7同软管II8的一端设置在=元催化 器内部清洗面的后端，另一端与气累II6连接；
[0054] 如图1所示，所述清洗装置包括气累I1、软管I2、喷管3、水累4W及喷头5,所 述喷管3为"T"形管，气累I1通过软管I2与喷管3 "T"形管横向的一端连接，所述水累 4通过软管I2与喷管3 "T"形管横向的另一端连接，喷管3 "T"形管竖向末端设置有"L" 型喷头5,所述喷头设置在=元催化器内部清洗面的前端； 阳化5] 基于图像识别的可控清洗用量=元催化器清洗系统，包括W下步骤：
[0056]步骤一、采用图像采集与排污风干集成装置，将蛇形内窥镜7通过前氧传感器探 进=元催化器内部，采集=元催化器内部污染图像，并传送进入计算机内部的图像处理单 元对图像进行分析处理，根据预先制定好的污染等级标准进行污染等级确定，污染等级如 下表所示：
[0058]步骤二、根据所述步骤一确定的污染等级，可W确定清洗剂用量，采用清洗装置对 =元催化器内部进行清洗，直至清洗剂全部使用，第一次清洗过程完成；污染等级高的=元 催化器可将清洗剂流量及流速设定较高，相应的清洗剂用量大，污染等级低的=元催化器 则将清洗剂流量及流速设定较低；
[0059]步骤=、第一次清洗结束后，再次采用图像采集与排污风干集成装置对=元催化 器进行图像采集与分析处理，确定污染等级与清洗剂用量，再次采用清洗装置对=元催化 器内部进行清洗；
[0060] 步骤四、清洗结束，采用图像采集与排污风干集成装置，通过气累排出空气对所 述步骤二、步骤=清洗后的=元催化器内部残留的污垢及水雾进行风干除污，并且可W在 风干除污的同时观察=元催化器的清洗情况。循环操作W上步骤，直至=元催化器清洗干 净；
[0061] 本发明步骤一中利用Matl油软件对采集的陶瓷载体污染图像进行图像处理，具 体过程如下：
[0062] 1)如图3所示，采集=元催化器陶瓷载体污染物堵塞的原始图像； 阳06；3]。如图4所示，利用Matl油"rgb2gray"函数获取灰度图片； W64]扣如图5所示，利用Matl油"rangefilt"函数转换获取区域滤波图像； W65] 4)如图6所示，分别利用canny算子和log算子对区域滤波图像和灰度图像进行 堵塞物和网格边缘进行边缘检测并得到二值图像；其中二值图像细节如图7所示。
[0066]W如图8所示，利用Matl油的"imfiir'函数对灰度图像和区域滤波图像的边缘 检测结果进行孔桐填充，填充色为白色；
[0067] 6)如图9所示，将填充后的两幅图像进行异或逻辑运算（即两幅图像相减）得到 污染物二值图像；污染物的二值化图像放大图如图10所示。
[0068] 7)计算图像的倾斜角度并旋转，在同一行的网格线上随机选择两点，计算其与水 平线的夹角。按照夹角的角度旋转图片，置图片于水平； W例 8)利用污染物像素点数与选定区域的像素点数之比获得污染物堵塞面积比；
[0070] 9)多次反复采集图像，进行上述处理，得到多个污染物堵塞面积比并计算均值，获 得最终污染物堵塞面积比，即可W确定污染等级。
[0071] 本发明基于图像识别的可控清洗用量=元催化器清洗系统及方法的污染分析等 级通过堵塞比确定，各等级的划分依据为：堵塞比低于0. 1为无污染；堵塞比大于0. 1且小 于等于0. 2为最低污染；堵塞比大于0. 2且小于等于0. 3为低污染；堵塞比大于0. 3且小 于等于0. 4为中等污染；堵塞比大于0. 4且小于等于0. 5为高污染；堵塞比大于0. 5且小 于等于0. 6为最高污染；堵塞比高于0. 6为最高污染。如图11所示，其堵塞比为0. 1233， 为最低污染；如图12所示，其堵塞比为0. 1556,为最低污染；如图13所示，其堵塞比为 0. 1734,为最低污染；如图14所示，其堵塞比为0. 2082,为低污染；如图15所示，其堵塞比 为0.3105,为中等污染；如图16所示，其堵塞比0.4171，为高等污染；如图17所示，其堵塞 比为0. 5155,为最高污染；如图18所示，其堵塞比为0. 5664,为最高污染。
【主权项】
1. 基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗系统，其特征是：包括图像采集与排 污风干集成装置和清洗装置，所述图像采集与排污风干集成装置和清洗装置相互独立设 置； 所述图像采集与排污风干集成装置包括蛇形内窥镜（7)以及设置在计算机（9)内部 的图像处理单元、气栗II(6)、软管II(8)，所述软管II(8) -端的外侧设置有圆孔；所述蛇 形内窥镜（7)通过圆孔设置在软管II⑶内部，且采用密封带密封，蛇形内窥镜（7)同软管 II(8)的一端设置在三元催化器内部清洗面的后端，另一端与气栗II(6)连接； 所述清洗装置包括气栗I(1)、软管I(2)、喷管（3)、水栗（4)以及喷头（5)，所述喷管 (3)为"T"型管，气栗I(1)通过软管I(2)与喷管（3) "T"型管横向的一端连接；所述水 栗⑷通过软管I(2)与喷管（3) "T"型管横向的另一端连接，喷管（3) "T"型管竖向末 端设置有"L"型喷头（5)，所述喷头（5)设置在三元催化器内部清洗面的前端。2. 基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗方法，包括以下步骤： 步骤一、采用图像采集与排污风干集成装置，将蛇形内窥镜（7)通过前氧传感器探进 三元催化器内部，采集三元催化器内部污染图像，并传送进入计算机（9)内部的图像处理 单元对图像进行分析处理，根据预先制定好的污染等级标准进行污染等级确定； 步骤二、根据所述步骤一确定的污染等级，确定清洗剂用量，采用清洗装置对三元催化 器内部进行清洗，至清洗剂全部使用，第一次清洗过程完成； 步骤三、第一次清洗结束后，再次采用图像采集与排污风干集成装置对三元催化器进 行图像采集与分析处理，确定污染等级与清洗剂用量，再次采用清洗装置对三元催化器内 部进行清洗； 步骤四、清洗结束，采用图像采集与排污风干集成装置，通过气栗排出空气对所述步骤 二、步骤三清洗后的三元催化器内部残留的污垢及水雾进行风干除污，在风干除污的同时， 观察三元催化器的清洗情况；循环操作以上步骤，至三元催化器清洗干净。3. 根据权利要求2所述的基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗方法，所述步 骤一中对采集的图像进行图像分析处理，包括以下步骤： 一、 采集三元催化器陶瓷载体污染物堵塞的原始图像； 二、 利用Matlab模块的"rgb2gray"函数工具获取灰度图片； 三、 利用Matlab模块的"rangefiIt"函数工具转换获取区域滤波图像； 四、 分别利用canny边缘检测算子模块和log边缘检测算子模块对区域滤波图像和灰 度图像进行堵塞物和网格边缘进行边缘检测并得到二值图像； 五、 利用Matlab模块的"imfill"函数工具对灰度图像和区域滤波图像的边缘检测结 果进行孔洞填充，填充色为白色； 六、 将填充后的两幅图像进行异或逻辑运算得到污染物二值图像； 七、 计算图像的倾斜角度并旋转，在同一行的网格线上随机选择两点，计算两点连线与 水平线的夹角，按照夹角的角度旋转图片，置图片于水平； 八、 利用污染物像素点数与选定区域的像素点数之比获得污染物堵塞面积比； 九、 多次反复采集图像，进行上述处理，得到多个污染物堵塞面积比并计算均值。获得 最终污染物堵塞面积比，即可以确定污染等级。4. 根据权利要求2所示的基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗方法，其特征 是：所述步骤二采用的清洗装置的喷射流量大小由计算机自动控制或人工调节设置。5. 根据权利要求1所示的基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗系统，其特征 是：所述蛇形内窥镜⑵输出端的管径为8mm~IOmm06. 根据权利要求1所示的基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗系统，其特征 是：所述软管I(2)、喷管（3)以及软管II(8)的直径均为IOmm~12mm，喷头（5)的孔径为 Imm0
【专利摘要】基于图像识别的可控清洗用量三元催化器清洗系统及方法，属于汽车检测与维修领域，包括图像采集及排污风干集成装置、清洗装置，图像采集及排污风干集成装置包括蛇形内窥镜以及设置在计算机内部的图像处理单元、气泵、软管；清洗装置包括气泵Ⅰ、软管Ⅰ、喷管、水泵以及喷头；本发明可以解决当前三元催化器清洗存在的问题，可在不拆发动机的情况下对三元催化器进行清洗；通过对采集的图像分析处理，确定三元催化器的污染等级，可有效控制清洗剂用量，保护环境，提高清洗质量；采用图像采集与排污风干集成装置可以清洗彻底，使用户直接观看清洗效果。
【IPC分类】F02B77/04
【公开号】CN105201649
【申请号】CN201510545653
【发明人】王琳虹, 肖婷, 聂浩东, 黄珊, 徐慧
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月31日