一种共腔润滑油铁屑视觉检测方法及系统与流程

本发明涉及图像识别，具体涉及一种共腔润滑油铁屑视觉检测方法及系统。

背景技术：

1、在新能源车辆电驱动系统等领域中，变速箱与扁线电机通常采用共腔润滑油系统，即变速箱齿轮与电机共用同一润滑油路，多台机器串联于共腔油路中，每台机器各自独立配置精滤器与强磁吸附装置，油液依次流经各台机器及其过滤装置后，汇入设置于油路末端的存储沟槽。变速箱齿轮磨损产生的铁屑一旦随油液进入扁线电机，会吸附于定转子表面并切割漆包线，最终导致电机绝缘失效甚至烧毁。为此，现有技术中通常采用钛合金齿轮或镀陶瓷齿轮、精滤器配合强磁吸附以及在油路中设置存储沟槽等多层级防护手段，以拦截润滑油中的铁屑。随着机器视觉技术的发展，现有技术中也出现了基于图像增强与静态杂质分类对润滑油中的杂质进行视觉检测的方案，以获取油液中铁屑等杂质的总体含量情况。

2、然而，上述现有技术至少存在如下缺陷：现有的润滑油视觉检测方案仅能对油液中的杂质作整体识别与分类，难以准确评估共腔油路中每台机器各自过滤系统的真实过滤损耗情况。共腔油路中多台机器串联、油液相互流通，任一上游机器的防护环节失效后产生的铁屑会随油液传导至下游机器，抬高下游机器入口的铁屑基数，使下游机器自身防护能力的劣化被表观拦截数据所掩盖，因此现有视觉检测手段无法分辨铁屑增多究竟源于本机过滤劣化还是上游传导，进而无法准确评估共腔油路中具体每台机器的真实过滤情况，也无法为各台机器的维护决策提供可靠依据。

技术实现思路

1、本发明提供一种共腔润滑油铁屑视觉检测方法及系统，以解决上述问题。

2、本发明中的一种共腔润滑油铁屑视觉检测方法及系统采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明的一个实施例提供了一种共腔润滑油铁屑视觉检测方法，所述方法包括：

4、对共腔油路中串联的多台机器，在每台机器的过滤装置的上游检测位和下游检测位分别采集油液图像，并在所述共腔油路末端的存储沟槽处采集沟槽图像，从所述油液图像和所述沟槽图像中提取铁屑区域；

5、根据各检测位对应的图像中铁屑区域的分布特征确定各检测位对应的铁屑密度指数，并根据所述沟槽图像中铁屑堆积程度随时间的变化情况确定沟槽堆积变化率；其中，所述铁屑密度指数用于表征对应检测位处油液中铁屑的分布密集程度；

6、针对每台机器，根据每台机器的上游检测位与下游检测位对应的铁屑密度指数之间的变化情况以及所述沟槽堆积变化率，确定每台机器的相对恶化指数；其中，所述相对恶化指数用于表征对应机器的过滤装置的防护能力劣化程度；

7、根据所述机器与上游相邻机器的所述相对恶化指数的对比关系以及机器之间的距离，对所述相对恶化指数进行修正，获得修正恶化指数；其中，所述修正恶化指数用于表征所述机器的过滤装置的真实损耗情况。

8、进一步地，所述根据所述机器的上游检测位与下游检测位对应的铁屑密度指数之间的变化情况以及所述沟槽堆积变化率，确定所述机器的相对恶化指数，包括：

9、针对每台机器，根据每台机器的上游检测位与下游检测位对应的铁屑密度指数之间的变化情况以及所述沟槽堆积变化率，确定每台机器对所述存储沟槽内铁屑堆积的贡献程度；其中，所述贡献程度用于表征对应机器的铁屑变化情况对所述存储沟槽内铁屑堆积变化的贡献大小；

10、根据各台机器的所述贡献程度随时间的变化情况，确定各台机器的机器故障率；其中，所述机器故障率用于表征对应机器的过滤装置的防护能力随时间的劣化速度；

11、以各台机器中所述机器故障率的绝对值最小的机器为基准，将各台机器的所述机器故障率分别与作为基准的机器的所述机器故障率进行比较，得到各台机器的相对恶化指数。

12、进一步地，所述根据所述沟槽图像中铁屑堆积程度随时间的变化情况确定沟槽堆积变化率，包括：

13、根据所述沟槽图像中铁屑区域对所述存储沟槽的覆盖情况确定沟槽填充率；其中，所述沟槽填充率用于表征所述存储沟槽被铁屑覆盖的程度；

14、当所述沟槽填充率表明所述存储沟槽未被铁屑铺满时，根据所述沟槽填充率确定铁屑堆积程度；当所述沟槽填充率表明所述存储沟槽已被铁屑铺满时，根据所述沟槽图像中堆积凸起区域与外围区域的灰度差异确定铁屑堆积程度；

15、根据所述铁屑堆积程度随时间的变化情况确定沟槽堆积速率，并根据所述沟槽堆积速率随时间的变化情况确定所述沟槽堆积变化率；其中，所述沟槽堆积速率用于表征单位时间内铁屑在所述存储沟槽内的堆积快慢，所述沟槽堆积变化率用于表征各台机器的所述过滤装置整体的失效严重程度。

16、进一步地，所述根据所述沟槽图像中堆积凸起区域与外围区域的灰度差异确定铁屑堆积程度，包括：

17、以所述沟槽图像中灰度最高的区域为中心，沿远离所述中心的方向确定灰度变化最大的位置，根据所述灰度变化最大的位置确定堆积凸起区域与外围区域之间的边界；

18、根据所述边界内侧的堆积凸起区域的灰度情况与所述边界外侧的外围区域的灰度情况之间的差异，确定铁屑堆积程度。

19、进一步地，所述方法还包括：

20、根据所述沟槽堆积变化率对前置过滤环节进行失效判定；当所述沟槽堆积变化率表明所述存储沟槽内的铁屑堆积异常加速时，判定所述前置过滤环节存在失效；

21、当判定所述前置过滤环节存在失效时，根据各台机器的所述相对恶化指数对失效的前置过滤环节进行逐机溯源；

22、其中，所述前置过滤环节包括各台机器的所述过滤装置。

23、进一步地，所述根据所述机器与上游相邻机器的所述相对恶化指数的对比关系以及机器之间的距离，对所述相对恶化指数进行修正，获得修正恶化指数，包括：

24、根据所述机器与上游相邻机器的所述相对恶化指数的对比关系，确定所述机器是否被上游相邻机器掩盖；其中，当所述对比关系表明所述机器的所述相对恶化指数相对于上游相邻机器的所述相对恶化指数异常偏低时，判定所述机器被上游相邻机器掩盖；

25、针对被上游相邻机器掩盖的机器，根据所述机器与上游相邻机器之间的距离，对所述机器的所述相对恶化指数进行修正，获得所述机器的修正恶化指数。

26、进一步地，所述对所述机器的所述相对恶化指数进行修正，包括：

27、根据所述机器与各台上游机器之间的距离，确定各台上游机器对所述机器的损耗影响权重；其中，所述上游机器与所述机器之间的距离越近，所述损耗影响权重越大；

28、根据各台上游机器的所述损耗影响权重以及各台上游机器的掩盖情况，确定所述机器的损耗影响因子；其中，所述损耗影响因子用于表征各台上游机器的失效对所述机器的累积影响程度；

29、根据所述损耗影响因子对所述机器的所述相对恶化指数进行修正，获得所述机器的修正恶化指数。

30、进一步地，所述方法还包括：

31、根据各台机器的所述修正恶化指数对各台机器进行分级判定；其中，所述分级判定至少包括：

32、当所述机器的所述修正恶化指数满足第一判定条件时，确定所述机器处于正常状态；

33、当所述机器的所述修正恶化指数满足第二判定条件时，输出针对所述机器的计划性维护提示；其中，所述第二判定条件对应的损耗程度高于所述第一判定条件对应的损耗程度；

34、当所述机器的所述修正恶化指数满足第三判定条件时，输出针对所述机器的停机检修提示；其中，所述第三判定条件对应的损耗程度高于所述第二判定条件对应的损耗程度。

35、进一步地，所述方法还包括：

36、针对输出停机检修提示的机器，控制所述机器对应的润滑油循环回路中的电磁阀切断所述润滑油循环回路的油液流动，以阻断铁屑向下游机器扩散；

37、生成针对所述机器的维护工单；其中，所述维护工单至少包括所述机器需更换的部件以及建议维护窗口时间，所述需更换的部件包括精滤器滤芯和强磁吸附装置中的至少一种。

38、第二方面，本发明的另外一个实施例提供了一种共腔润滑油铁屑视觉检测系统，包括图像采集单元和数据处理单元，其中：

39、所述图像采集单元，用于针对共腔油路中串联的多台机器，在每台机器的过滤装置的上游检测位和下游检测位分别采集油液图像，并在所述共腔油路末端的存储沟槽处采集沟槽图像；

40、所述数据处理单元，用于从所述油液图像和所述沟槽图像中提取铁屑区域；根据各检测位对应的图像中铁屑区域的分布特征确定各检测位对应的铁屑密度指数，并根据所述沟槽图像中铁屑堆积程度随时间的变化情况确定沟槽堆积变化率；其中，所述铁屑密度指数用于表征对应检测位处油液中铁屑的分布密集程度；针对每台机器，根据每台机器的上游检测位与下游检测位对应的铁屑密度指数之间的变化情况以及所述沟槽堆积变化率，确定每台机器的相对恶化指数；其中，所述相对恶化指数用于表征对应机器的过滤装置的防护能力劣化程度；根据每台机器与上游相邻机器的所述相对恶化指数的对比关系以及机器之间的距离，对所述相对恶化指数进行修正，获得修正恶化指数；其中，所述修正恶化指数用于表征对应机器的过滤装置的真实损耗情况。

41、本发明的技术方案的有益效果是：

42、在本发明实施例中，对共腔油路中串联的多台机器，在每台机器的过滤装置的上游检测位和下游检测位分别采集油液图像，并在共腔油路末端的存储沟槽处采集沟槽图像，从油液图像和沟槽图像中提取铁屑区域；根据各检测位对应的图像中铁屑区域的分布特征确定各检测位对应的铁屑密度指数，并根据沟槽图像中铁屑堆积程度随时间的变化情况确定沟槽堆积变化率；其中，铁屑密度指数用于表征对应检测位处油液中铁屑的分布密集程度；针对每台机器，根据每台机器的上游检测位与下游检测位对应的铁屑密度指数之间的变化情况以及沟槽堆积变化率，确定每台机器的相对恶化指数；其中，相对恶化指数用于表征对应机器的过滤装置的防护能力劣化程度；根据机器与上游相邻机器的相对恶化指数的对比关系以及机器之间的距离，对相对恶化指数进行修正，获得修正恶化指数；其中，修正恶化指数用于表征机器的过滤装置的真实损耗情况。

43、至此本发明通过在各机器过滤装置的上游检测位与下游检测位采集油液图像、在共腔油路末端的存储沟槽处采集沟槽图像，基于各检测位铁屑区域的分布特征确定铁屑密度指数，并结合沟槽堆积变化率确定各机器的相对恶化指数，进而根据相邻机器的相对恶化指数的对比关系与机器间距离进行修正，消除了串联共腔油路中上游铁屑传导对下游机器的掩盖效应，实现了对每台机器过滤装置真实损耗情况的准确评估，为各机器的维护决策提供了可靠依据；另一方面，通过将每台机器上下游检测位的铁屑密度指数之间的变化情况与沟槽堆积变化率结合确定贡献程度，根据贡献程度随时间的变化情况得到机器故障率，并以机器故障率的绝对值最小的机器为基准进行比较，消除了共腔油路全局波动与各机器个体差异对损耗判定的干扰，使防护能力发生劣化的机器得以被准确定位；再一方面，通过在存储沟槽未被铁屑铺满时依据沟槽填充率量化铁屑堆积程度、在铺满后依据堆积凸起区域与外围区域的灰度差异量化铁屑堆积程度，构建了从平面铺满到立体溢出的连续量化指标，并基于沟槽堆积变化率对前置过滤环节进行失效判定，实现了对前置多级防护环节失效状态的实时感知与逐机溯源的触发；又一方面，通过依据相邻机器的相对恶化指数的对比关系判定下游机器是否被掩盖，仅对被掩盖机器按照与距离相关的损耗影响权重进行修正，避免了上游异常信号向下游过度传播导致的误修正，并结合基于修正恶化指数的分级报警与失效机器油路的切断控制，阻断了铁屑向下游机器与电机腔的扩散，形成了从检测、定位、预警到维护干预的完整闭环。