JP5330932B2 - Spray measurement method and spray measurement device - Google Patents

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本発明は、インジェクタから噴射された流体の噴霧状態を測定する噴霧測定方法及び噴霧測定装置に関する。   The present invention relates to a spray measurement method and a spray measurement device for measuring a spray state of fluid ejected from an injector.

一般に、ディーゼルエンジンや直噴式のガソリンエンジン等においては、筒内に噴射される燃料の噴射方向が大きな意味を持つ。このため、この種のエンジンにおいては、燃料噴射弁(インジェクタ)から噴射される燃料の噴射方向を正確に把握することが要求されている。   In general, in a diesel engine, a direct-injection gasoline engine, or the like, the injection direction of fuel injected into a cylinder has a large meaning. For this reason, in this type of engine, it is required to accurately grasp the injection direction of the fuel injected from the fuel injection valve (injector).

インジェクタの燃料噴射方向を測定するための技術として、例えば、特許文献1には、インジェクタの噴射口(ノズル)から噴射方向に延びる噴射口軸線に対し垂直に面状光を照射するとともに、面状光に対してある一定の角度を持たせたビデオカメラを設置し、面状光上に生じた噴霧断面像をビデオカメラで撮像して当該噴霧断面像の輝度がピークとなる画素を噴霧中心として定義し、その噴霧中心と噴口との位置関係から噴霧角を算出する技術が開示されている。   As a technique for measuring the fuel injection direction of an injector, for example, in Patent Document 1, surface light is irradiated perpendicularly to an injection axis extending from an injection port (nozzle) of an injector in the injection direction. A video camera with a certain angle with respect to the light is installed, and the spray cross-sectional image generated on the planar light is captured by the video camera, and the pixel at which the brightness of the spray cross-sectional image peaks is used as the spray center. A technique for defining and calculating the spray angle from the positional relationship between the spray center and the nozzle hole is disclosed.

ここで、特許文献1の技術では、噴霧断面像を記録した噴霧画像データから輝度ピークを算出する処理方法として以下の手順を採用している。   Here, in the technique of Patent Document 1, the following procedure is adopted as a processing method for calculating a luminance peak from spray image data in which a spray cross-sectional image is recorded.

すなわち、先ず、噴霧画像データの各画素において、複数枚の噴霧画像データを輝度値の加算平均を行う。次いで、ある一定輝度以下となる画素データを削除し、噴霧画像データ上に噴霧断面像のみを抽出して、その輪郭を抽出する。次いで、輪郭の中心を基準として、面状光に対するビデオカメラの角度に応じた回転処理を施すことで、面状光に対して垂直な位置から撮影した噴霧画像データを生成する。そして、噴霧画像データ内の、輪郭により定義された噴霧断面像内における輝度値が最高となる画素を選択し、これを噴霧中心として定義する。   That is, first, for each pixel of the spray image data, a plurality of spray image data is added and averaged of luminance values. Next, pixel data having a certain luminance or less is deleted, only the spray cross-sectional image is extracted from the spray image data, and the contour is extracted. Next, by using a rotation process according to the angle of the video camera with respect to the planar light with the center of the contour as a reference, spray image data photographed from a position perpendicular to the planar light is generated. Then, the pixel having the highest luminance value in the spray cross-sectional image defined by the contour in the spray image data is selected and defined as the spray center.

特開平10−148599号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-148599

しかしながら、上述の特許文献1に開示された技術は、計測時の各種設定等によっては噴霧中心を厳密に特定することが困難となる虞がある。具体的には、例えば、面状光のセッティング、ビデオカメラのセッティング、或いは、噴霧の液滴密度等の各種条件に起因して噴霧断面像上の噴霧中心付近の画素にサチュレーションが発生した場合等に、輝度値が最高となる画素が複数出現して噴霧中心を厳密に特定することが困難となる虞がある。また、例えば、複数の噴口から噴射された噴霧が互いに近接している場合等においては、噴霧毎に個別に抽出されるべき複数の噴霧断面像が1つの噴霧断面像として抽出される場合があり、このような場合にも噴霧中心を厳密に特定することが困難となる虞がある。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 described above may make it difficult to accurately specify the spray center depending on various settings during measurement. Specifically, for example, when saturation occurs in a pixel near the spray center on the spray cross-sectional image due to various conditions such as planar light setting, video camera setting, or spray droplet density, etc. In addition, a plurality of pixels having the highest luminance value may appear, making it difficult to specify the spray center precisely. In addition, for example, when sprays ejected from a plurality of nozzles are close to each other, a plurality of spray cross-sectional images to be extracted for each spray may be extracted as one spray cross-sectional image. In such a case, it may be difficult to specify the spray center precisely.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、噴射装置から噴射される流体の噴射方向を精度良く測定することができる噴霧測定方法及び噴霧測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a spray measurement method and a spray measurement device that can accurately measure the injection direction of fluid injected from an injection device.

本発明は、噴射装置のノズルに開口する噴口から噴射された流体の噴射方向を測定する噴霧測定方法であって、前記ノズルの中心軸に垂直な面状光に対して前記噴口から流体を噴射した際に前記面状光上に形成される噴霧断面画像を取得する噴霧断面画像取得手順と、仮想空間上において、前記噴口を基点とする円錐状の噴霧モデルを定義し、その中心軸から離間するにつれて重みが減少する濃度分布を前記噴霧モデルに付与するとともに、前記噴霧モデルの角度を変化させて当該角度毎に前記噴霧モデルが前記面状光上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像としてそれぞれ演算する疑似噴霧像演算手順と、前記噴霧断面画像上の所定領域内で前記各疑似噴霧像とのマッチングを行い、前記噴霧断面画像と最も一致する前記疑似噴霧像に対応する前記噴霧モデルの中心軸の指向方向を前記流体の噴射方向として特定する噴射方向演算手順と、を備えたことを特徴とする。   The present invention relates to a spray measurement method for measuring an ejection direction of a fluid ejected from an ejection opening that opens to a nozzle of an ejection device, and ejects fluid from the ejection opening with respect to planar light perpendicular to the central axis of the nozzle. A spray cross-sectional image acquisition procedure for acquiring a spray cross-sectional image formed on the planar light, and a conical spray model based on the nozzle hole in the virtual space is defined and separated from the central axis A concentration distribution that decreases in weight as the spray model is applied to the spray model, and a concentration distribution that the spray model can form on the planar light for each angle by changing the angle of the spray model is used as a pseudo spray image. The pseudo spray image calculation procedure for each calculation is matched with each of the pseudo spray images within a predetermined region on the spray cross-sectional image, and the pseudo spray image that most closely matches the spray cross-sectional image corresponds. Characterized in that and a jetting direction calculation procedures for determining the directivity direction as the injection direction of the fluid of the central axis of the spray model.

また、本発明は、噴射装置のノズルに開口する噴口から噴射された流体の噴射方向を測定する噴霧測定装置であって、前記ノズルの中心軸に垂直な面状光に対して前記噴口から流体を噴射した際に前記面状光上に形成される噴霧断面画像を取得する噴霧断面画像取得手段と、仮想空間上において、前記噴口を基点とする円錐状の噴霧モデルを定義し、その中心軸から離間するにつれて重みが減少する濃度分布を前記噴霧モデルに付与するとともに、前記噴霧モデルの角度を変化させて当該角度毎に前記噴霧モデルが前記面状光上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像としてそれぞれ演算する疑似噴霧像演算手段と、前記噴霧断面画像上の所定領域内で前記各疑似噴霧像とのマッチングを行い、前記噴霧断面画像と最も一致する前記疑似噴霧像に対応する前記噴霧モデルの中心軸の指向方向を前記流体の噴射方向として特定する噴射方向演算手段と、を備えたことを特徴とする。   Further, the present invention is a spray measuring device for measuring a jet direction of a fluid jetted from a jet port opening in a nozzle of the jet device, wherein the fluid from the jet port is directed to a planar light perpendicular to the central axis of the nozzle. Spray cross-sectional image acquisition means for acquiring a spray cross-sectional image formed on the planar light when spraying the liquid, and in a virtual space, a conical spray model based on the injection port is defined, and its central axis The spray model is given a concentration distribution in which the weight decreases as the distance from the spray model increases, and the spray model changes the angle of the spray model so that the spray model can form a concentration distribution that can be formed on the planar light for each angle. A pseudo spray image calculating means for calculating each of the images as an image, and matching each of the pseudo spray images within a predetermined region on the spray cross-sectional image, to the pseudo spray image most closely matching the spray cross-sectional image The jetting direction calculation means for identifying the orientation of the central axis of the spray model response as the injection direction of the fluid, characterized by comprising a.

本発明によれば、噴射装置から噴射される流体の噴射方向を精度良く測定することができる。   According to the present invention, it is possible to accurately measure the ejection direction of the fluid ejected from the ejection device.

噴霧測定装置の概略構成図Schematic configuration diagram of spray measurement device 画像補正のための計測系を示す説明図Explanatory drawing showing the measurement system for image correction (a)は撮影によって取得した噴霧断面画像の一例を模式的に示す説明図であり(b)は面状光強度補正用のミスト画像の一例を示す説明図であり、(c)は撮影された格子画像の一例を模式的に示す説明図であり(d)は実空間座標系に変換した(c)の格子画像を模式的に示す説明図であり(e)は(c)と(d)との関係に基づいて歪み補正した(a)の噴霧断面画像を示す説明図であり(f)は加算平均処理後の噴霧断面画像を示す説明図(A) is explanatory drawing which shows typically an example of the spray cross-sectional image acquired by imaging | photography, (b) is explanatory drawing which shows an example of the mist image for planar light intensity correction | amendment, (c) is image | photographed. (D) is an explanatory view schematically showing an example of a lattice image of (c) converted into a real space coordinate system, and (e) is an explanatory view of (c) and (d). (A) is an explanatory view showing the spray cross-sectional image of (a) corrected for distortion based on the relationship with (), (f) is an explanatory view showing the spray cross-sectional image after the averaging process 噴霧方向評価ルーチンを示すフローチャートFlowchart showing spray direction evaluation routine 噴霧断面画像取得サブルーチンを示すフローチャートFlow chart showing spray cross-sectional image acquisition subroutine 面状光強度分布補正処理サブルーチンを示すフローチャートFlowchart showing a planar light intensity distribution correction processing subroutine 噴霧断面画像歪み補正処理サブルーチンを示すフローチャートFlow chart showing spray cross-sectional image distortion correction processing subroutine 噴霧角算出処理サブルーチンを示すフローチャートFlow chart showing spray angle calculation processing subroutine 疑似噴霧像の概念図Conceptual image of simulated spray image ガウス分布で近似した燃料濃度分布の一例を示す説明図Explanatory drawing showing an example of fuel concentration distribution approximated by Gaussian distribution

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図1は噴霧測定装置の概略構成図、図2は画像補正のための計測系を示す説明図、図3(a)は撮影によって取得した噴霧断面画像の一例を模式的に示す説明図であり(b)は面状光強度補正用のミスト画像の一例を示す説明図であり、(c)は撮影された格子画像の一例を模式的に示す説明図であり(d)は実空間座標系に変換した(c)の格子画像を模式的に示す説明図であり(e)は(c)と(d)との関係に基づいて歪み補正した(a)の噴霧断面画像を示す説明図であり(f)は加算平均処理後の噴霧断面画像を示す説明図、図4は噴霧方向評価ルーチンを示すフローチャート、図5は噴霧断面画像取得サブルーチンを示すフローチャート、図6は面状光強度分布補正処理サブルーチンを示すフローチャート、図7は噴霧断面画像歪み補正処理サブルーチンを示すフローチャート、図8は噴霧角算出処理サブルーチンを示すフローチャート、図9は疑似噴霧像の概念図、図10はガウス分布で近似した燃料濃度分布の一例を示す説明図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spray measuring device, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a measurement system for image correction, and FIG. 3 (a) is a spray cross-sectional image acquired by photographing. FIG. 4B is an explanatory diagram schematically showing an example of the mist image for correcting the planar light intensity, and FIG. 4C is an explanatory diagram schematically showing an example of the captured grid image. (D) is an explanatory view schematically showing a grid image of (c) converted into a real space coordinate system, and (e) is a distortion correction based on the relationship between (c) and (d) ( FIG. 4 is an explanatory diagram showing a spray cross-sectional image of a), (f) is an explanatory diagram showing a spray cross-sectional image after the averaging process, FIG. 4 is a flowchart showing a spray direction evaluation routine, and FIG. 5 is a spray cross-sectional image acquisition subroutine. FIG. 6 is a flowchart showing a planar light intensity distribution correction processing subroutine. FIG. 7 is a flowchart showing a spray cross-sectional image distortion correction processing subroutine, FIG. 8 is a flowchart showing a spray angle calculation processing subroutine, FIG. 9 is a conceptual diagram of a pseudo spray image, and FIG. 10 is a fuel concentration distribution approximated by a Gaussian distribution. It is explanatory drawing which shows an example.

図1に示す噴霧測定装置1は、噴射装置の一例であるエンジンのインジェクタ30から噴射された燃料(流体)の噴霧を測定する。本実施形態で示すインジェクタ30は、例えば、ガソリンエンジン或いはディーセルエンジンの筒内に燃料を噴射するものであり、このインジェクタ30は、ノズル31の先端部に複数(例えば、5個)の噴口32を有する。   A spray measurement device 1 shown in FIG. 1 measures the spray of fuel (fluid) injected from an injector 30 of an engine that is an example of an injection device. The injector 30 shown in this embodiment is for injecting fuel into a cylinder of a gasoline engine or a diesel engine, for example, and this injector 30 has a plurality (for example, five) of nozzle holes 32 at the tip of a nozzle 31. Have.

噴霧測定装置1は、面状光20を発生する光源装置5と、面状光20に対して設定距離離間した位置にインジェクタ30を保持する保持機構6と、面状光20を撮像する撮像装置7と、面状光20に対してミスト21を発生するミスト発生器8と、これらを統括して制御する制御装置10とを備えて要部が構成されている。   The spray measurement apparatus 1 includes a light source device 5 that generates planar light 20, a holding mechanism 6 that holds an injector 30 at a set distance from the planar light 20, and an imaging device that captures the planar light 20. 7, a mist generator 8 that generates a mist 21 with respect to the planar light 20, and a control device 10 that controls these in a unified manner.

光源装置5は、例えば、半導体レーザ光源の前方にコリメータレンズ、絞り、円筒レンズ(何れも図示せず)等を配置して要部が構成されている。この光源装置5は、例えば、光軸Olが水平方向に指向するようセットされ、水平方向に扇状に拡開する光スクリーン状の面状光20を発生する(図1,2参照)。   For example, the light source device 5 includes a collimator lens, a diaphragm, a cylindrical lens (none of which is shown) and the like arranged in front of the semiconductor laser light source. For example, the light source device 5 is set so that the optical axis Ol is oriented in the horizontal direction, and generates light-screen-like planar light 20 that expands in a fan shape in the horizontal direction (see FIGS. 1 and 2).

保持機構6は、例えば、インジェクタ30を保持する略円板状の保持プレート6aを有する。この保持プレート6aは、例えば、面状光20(光軸Ol)に直交する鉛直方向下向きにノズル31の中心軸Onを指向させた状態で、インジェクタ30を保持する。また、保持プレート6aには、例えば、ステッピングモータ等を内蔵する駆動ユニット6bが連設されている。そして、駆動ユニット6bによって保持プレート6aが回動動作されることにより、保持機構6は、インジェクタ30をノズル31の中心軸On周りに回動させることが可能となっている。   The holding mechanism 6 includes, for example, a substantially disc-shaped holding plate 6 a that holds the injector 30. For example, the holding plate 6a holds the injector 30 in a state in which the central axis On of the nozzle 31 is directed downward in the vertical direction orthogonal to the planar light 20 (optical axis Ol). Further, for example, a driving unit 6b incorporating a stepping motor or the like is connected to the holding plate 6a. Then, when the holding plate 6a is rotated by the drive unit 6b, the holding mechanism 6 can rotate the injector 30 around the central axis On of the nozzle 31.

なお、本実施形態においては、例えば、図2に示すように、ノズルの中心軸On方向をZ軸方向として定義する。また、Z軸に直交する方向であって且つ光源装置5の光軸Olに平行な方向をX軸として定義し、これらX軸及びZ軸に直交する方向をY軸として定義する。   In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the direction of the central axis On of the nozzle is defined as the Z-axis direction. Further, a direction perpendicular to the Z axis and parallel to the optical axis Ol of the light source device 5 is defined as an X axis, and a direction perpendicular to the X axis and the Z axis is defined as a Y axis.

撮像装置7は、固体撮像素子(CCD)等を内蔵して要部が構成されている。この撮像装置7は、例えば、面状光20に対して上方に設定距離離間した位置に配置されている。また、撮像装置7の光軸Ocは、例えば、ノズル31の中心軸Onと光源装置5の光軸Olとの交点を基点として当該光軸Olを上方に設定角度(例えば45°)傾斜させた方向に設定されている。   The imaging device 7 includes a solid-state imaging device (CCD) and the like, and a main part is configured. For example, the imaging device 7 is disposed at a position spaced apart from the planar light 20 by a set distance. The optical axis Oc of the imaging device 7 is tilted upward by a set angle (for example, 45 °) with respect to the intersection of the central axis On of the nozzle 31 and the optical axis Ol of the light source device 5, for example. Set to direction.

制御装置10は、図示しないCPU、RAM及びROM等を有するマイクロコンピュータを中心として構成されている。制御装置10のROMには、インジェクタ30のノズル31の各噴口32から噴射される燃料の噴射方向を測定するためのプログラムが予め設定されて格納されており、制御装置10は、このプログラムに従って燃料噴射方向の測定を行う。   The control device 10 is mainly configured by a microcomputer having a CPU, a RAM, a ROM, and the like (not shown). In the ROM of the control device 10, a program for measuring the injection direction of the fuel injected from each nozzle port 32 of the nozzle 31 of the injector 30 is preset and stored, and the control device 10 stores the fuel according to this program. Measure the injection direction.

すなわち、制御装置10は、インジェクタ30から燃料を噴射させ、面状光20上での反射によって可視化された燃料を撮像装置7で撮像する。そして、制御装置10は、撮像画像(噴霧断面画像)に対し各種補正等の処理を行うことにより、インジェクタ30から面状光20に噴射される燃料の噴霧断面画像を取得する(噴霧断面画像取得手順)。   That is, the control apparatus 10 injects fuel from the injector 30 and images the fuel visualized by reflection on the planar light 20 with the imaging apparatus 7. And the control apparatus 10 acquires the spray cross-sectional image of the fuel inject | poured into the planar light 20 from the injector 30 by performing various correction | amendment etc. with respect to a captured image (spray cross-sectional image) (spray cross-sectional image acquisition). procedure).

また、制御装置10は、例えば、図9に示すように、仮想空間上において、噴口32を基点とする円錐状の擬似的な噴霧モデル25を定義し、その中心軸から離間するにつれて重みが減少する擬似的な流体(燃料)の濃度分布を噴霧モデル25に付与する。そして、制御装置10は、ノズル31の中心軸Onに対する噴霧モデル25の中心軸Omの角度(θx,θy)を変化させ、当該角度(θx,θy)毎に噴霧モデル25が面状光20上に形成し得る濃度分布(重み分布)を疑似噴霧像としてそれぞれ演算する(疑似噴霧像演算手順)。   Further, for example, as shown in FIG. 9, the control device 10 defines a conical pseudo spray model 25 having the nozzle hole 32 as a base point in the virtual space, and the weight decreases as the distance from the central axis increases. The concentration distribution of the pseudo fluid (fuel) is given to the spray model 25. Then, the control device 10 changes the angle (θx, θy) of the central axis Om of the spray model 25 with respect to the central axis On of the nozzle 31, and the spray model 25 is moved onto the planar light 20 for each angle (θx, θy). The density distribution (weight distribution) that can be formed is calculated as a pseudo spray image (pseudo spray image calculation procedure).

そして、制御装置10は、実際の噴霧断面画像上の設定領域内で各疑似噴霧像とのマッチングを行い、噴霧断面画像と最も一致する疑似噴霧像に対応する噴霧モデル25の中心軸Omの指向方向を噴口32からの燃料の噴射方向として特定する(噴霧方向演算手順)。   Then, the control device 10 performs matching with each pseudo spray image within a set region on the actual spray cross-sectional image, and directs the central axis Om of the spray model 25 corresponding to the pseudo spray image that most closely matches the spray cross-sectional image. The direction is specified as the fuel injection direction from the nozzle 32 (spray direction calculation procedure).

このように、本実施形態において、制御装置10は、噴霧断面画像取得手段、技受噴霧像演算手段、及び、噴射方向演算手段としての各機能を実現する。   Thus, in this embodiment, the control apparatus 10 implement | achieves each function as a spray cross-sectional image acquisition means, a skill receiving spray image calculation means, and an injection direction calculation means.

次に、制御装置10で実行される燃料の噴霧方向評価について、図4に示す噴霧方向評価ルーチンのフローチャートに従って具体的に説明する。
このルーチンがスタートすると、制御装置10は、先ず、ステップS101において、噴霧断面画像35a(図3(a)参照)の取得を行う。この噴霧断面画像35aの取得は、例えば、図5に示す噴霧断面画像取得サブルーチンのフローチャートに従って実行され、このサブルーチンがスタートすると、制御装置10は、先ず、ステップS201において、インジェクタ30に対する燃料噴射指示を行う。
Next, the fuel spray direction evaluation executed by the control device 10 will be described in detail with reference to the spray direction evaluation routine shown in FIG.
When this routine starts, the control device 10 first acquires a spray cross-sectional image 35a (see FIG. 3A) in step S101. The acquisition of the spray cross-sectional image 35a is executed, for example, according to the flowchart of the spray cross-sectional image acquisition subroutine shown in FIG. 5. When this subroutine starts, the control device 10 first issues a fuel injection instruction to the injector 30 in step S201. Do.

そして、ステップS201からステップS202に進むと、制御装置10は、燃料噴射を指示してからの設定時間Δt(例えば、Δt=1.5msecのディレイ時間)が経過したか否かを調べる。具体的には、例えば、燃焼噴射を指示した時刻をt1とした場合において、制御装置10は、現時刻tがt1+Δtであるか否かの判断を行う。   Then, when the process proceeds from step S201 to step S202, the control device 10 checks whether or not a set time Δt (for example, a delay time of Δt = 1.5 msec) after instructing the fuel injection has elapsed. Specifically, for example, when the time at which the combustion injection is instructed is t1, the control device 10 determines whether or not the current time t is t1 + Δt.

そして、ステップS202において、制御装置10は、現時刻tがt1+Δtに達するまではそのまま待機し、現時刻tがt1+Δtに達したと判断すると、ステップS203に進む。   In step S202, the control device 10 stands by until the current time t reaches t1 + Δt, and when it is determined that the current time t has reached t1 + Δt, the control device 10 proceeds to step S203.

ステップS202からステップS203に進むと、制御装置10は、撮像装置7を駆動して噴霧断面画像を撮影すると共に、当該噴霧断面画像を記録する。すなわち、制御装置10は、面状光20が横切ることによって可視化された噴霧の断面像を撮像装置7を通じて撮像し、撮像した噴霧断面画像をRAM内に記録する。   When the process proceeds from step S202 to step S203, the control device 10 drives the imaging device 7 to take a spray cross-sectional image and records the spray cross-sectional image. That is, the control device 10 captures the cross-sectional image of the spray visualized by the crossing of the planar light 20 through the image capturing device 7, and records the captured spray cross-sectional image in the RAM.

ステップS203からステップS204に進むと、制御装置10は、現在の撮像回数Nが予め設定された回数Nimageを上回ったか否かを調べ、撮像回数Nが設定回数Nimage未満であると判定した場合、ステップS201に戻る。   When the process proceeds from step S203 to step S204, the control device 10 checks whether or not the current imaging number N exceeds the preset number of times Image, and if it is determined that the number of imaging times N is less than the set number of times, step Return to S201.

一方、ステップS204において、撮像回数Nが設定回数Nimageを上回ったと判定すると、制御装置10は、ステップS205に進み、ステップS203で撮像したNimage枚の噴霧断面画像を用いた加算平均処理を行うことで噴霧断面画像35aを取得した後、サブルーチンを抜ける。   On the other hand, if it is determined in step S204 that the number of imaging times N has exceeded the set number of times, the control device 10 proceeds to step S205, and performs an averaging process using the spray sheets of Nimag images taken in step S203. After obtaining the spray cross-sectional image 35a, the subroutine is exited.

図4のメインルーチンにおいて、ステップS101からステップS102に進むと、制御装置10は、保持機構6を駆動し、インジェクタ30をノズル31の中心軸On周りに180°回転させた後、ステップS103に進み、上述のステップS101と同様の処理により、噴霧断面画像35bを取得する。   In the main routine of FIG. 4, when the process proceeds from step S101 to step S102, the control device 10 drives the holding mechanism 6 and rotates the injector 30 by 180 ° around the central axis On of the nozzle 31, and then proceeds to step S103. The spray cross-sectional image 35b is acquired by the same process as in step S101 described above.

この場合において、本実施形態の計測系は、撮像装置7が面状光20に対して所定距離離間されており、且つ、撮像光軸Ocが面状光20に対して傾斜されているため、取得した噴霧断面画像35a,35b上の各噴霧断面像は所定の歪みを有する。また、面状光20は扇状に放射されており、その強度に勾配を有するため、取得した噴霧断面画像35a,35bは、輝度に所定の勾配を有する。   In this case, in the measurement system of the present embodiment, the imaging device 7 is separated from the planar light 20 by a predetermined distance, and the imaging optical axis Oc is inclined with respect to the planar light 20. Each spray cross-sectional image on the acquired spray cross-sectional images 35a and 35b has a predetermined distortion. Further, since the planar light 20 is radiated in a fan shape and has a gradient in intensity, the acquired spray cross-sectional images 35a and 35b have a predetermined gradient in luminance.

ステップS103からステップS104に進むと、制御装置10は、ステップS101及びステップS103で取得した噴霧断面画像35a,35bに対し、面状光20の強度分布に起因する輝度勾配の補正処理をそれぞれ行う。この補正処理は、例えば、図6に示す面状光強度分布補正処理サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、このサブルーチンがスタートすると、制御装置10は、ステップS301において、ミスト発生器8を駆動してミスト21を発生させ(図2参照)、続くステップS302において、光源装置を駆動して面状光20の照射を行う。ここで、本実施形態において、ミスト発生器8から供給されるミスト21は、インジェクタ30から噴射される燃料噴霧と異なり、面状光20上の被撮像領域に対し、均一且つ継続的に供給されるものである。   When the process proceeds from step S103 to step S104, the control device 10 performs correction processing of the luminance gradient caused by the intensity distribution of the planar light 20 on the spray cross-sectional images 35a and 35b acquired in step S101 and step S103, respectively. This correction processing is executed, for example, according to the flowchart of the planar light intensity distribution correction processing subroutine shown in FIG. 6. When this subroutine starts, the control device 10 drives the mist generator 8 in step S301. The mist 21 is generated (see FIG. 2), and in the subsequent step S302, the light source device is driven to irradiate the planar light 20. Here, in this embodiment, the mist 21 supplied from the mist generator 8 is supplied uniformly and continuously to the imaged region on the planar light 20, unlike the fuel spray injected from the injector 30. Is.

そして、ステップS303に進むと、制御装置10は、撮像装置7を駆動し、面状光20上で可視化されたミスト断面をミスト画像として撮像するとともに、当該ミスト画像をRAM内に記録する。   In step S303, the control device 10 drives the imaging device 7 to capture the mist cross section visualized on the planar light 20 as a mist image, and record the mist image in the RAM.

ステップS303からステップS304に進むと、制御装置10は、現在の撮像回数Nが予め設定された回数Nimageを上回ったか否かを調べ、撮像回数Nが設定回数Nimage未満であると判定した場合、ステップS303に戻る。   When the process proceeds from step S303 to step S304, the control device 10 checks whether or not the current number of times of imaging N exceeds the preset number of times, and if it is determined that the number of times of imaging N is less than the set number of times, step Return to S303.

一方、ステップS304において、撮像回数Nが設定回数Nimageを上回ったと判定すると、制御装置10は、ステップS305に進み、撮像した各ミスト画像を用いた加算平均処理を行うことで、ミスト画像36(図3(b)参照)を取得する。   On the other hand, if it is determined in step S304 that the number of times of imaging N has exceeded the set number of times, the control device 10 proceeds to step S305 and performs an averaging process using each captured mist image, whereby the mist image 36 (FIG. 3 (b)).

そして、ステップS305からステップS306に進むと、制御装置10は、ミスト画像36上の最高輝度値を抽出し、当該最高輝度値を各画素の輝度値で除することにより、各画素に対応する面状光強度補正係数の分布(固有度分布補正係数)を算出する。   Then, when the process proceeds from step S305 to step S306, the control device 10 extracts the highest luminance value on the mist image 36, and divides the highest luminance value by the luminance value of each pixel to thereby obtain a surface corresponding to each pixel. The distribution of the light intensity correction coefficient (specificity distribution correction coefficient) is calculated.

そして、ステップS306からステップS307に進むと、制御装置10は、噴霧断面画像35a,35bに固有度分布補正係数を乗算することにより、噴霧断面画像35a,35bに対する輝度補正を行った後、サブルーチンを抜ける。   Then, when the process proceeds from step S306 to step S307, the control device 10 performs brightness correction on the spray cross-sectional images 35a and 35b by multiplying the spray cross-sectional images 35a and 35b by the uniqueness distribution correction coefficient, and then executes a subroutine. Exit.

図4のメインルーチンにおいて、ステップS104からステップS105に進むと、制御装置10は、ステップS104で輝度補正した噴霧断面画像35a,35bに対して歪み補正処理をそれぞれ行う。この歪み補正処理は、例えば、図7に示す噴霧断面画像歪み補正処理サブルーチンのフローチャートに従って実行される。ここで、このサブルーチンの実行に先立ち、噴霧測定装置1には、面状光20と同一平面上の設定位置に、参照格子22がセットされる(図2参照)。そして、サブルーチンがスタートすると、制御装置10は、先ず、ステップS401において、撮像装置7を駆動し、参照格子画像37(図3(c)参照)を撮像するとともに、当該参照格子画像37をRAM内に記録する。   In the main routine of FIG. 4, when the process proceeds from step S104 to step S105, the control device 10 performs distortion correction processing on the spray cross-sectional images 35a and 35b whose luminance has been corrected in step S104. This distortion correction processing is executed, for example, according to the flowchart of the spray sectional image distortion correction processing subroutine shown in FIG. Here, prior to the execution of this subroutine, the reference grating 22 is set in the spray measurement device 1 at a set position on the same plane as the planar light 20 (see FIG. 2). When the subroutine starts, the control device 10 first drives the imaging device 7 in step S401 to capture the reference lattice image 37 (see FIG. 3C) and store the reference lattice image 37 in the RAM. To record.

そして、ステップS402に進むと、制御装置10は、噴霧断面画像35a,35bを実空間座標系に対応した噴霧断面画像に変換するための変換関数を算出する。すなわち、ステップS401で取得した参照格子画像37は、面状光20(参照格子22)に対して垂直でない位置から取得されるため、図3(c)に示すような歪みが存在するが、参照格子22の格子間隔が既知であることを利用すれば、当該歪みを補正することが可能である。そこで、制御装置10は、撮像した参照格子画像37を、所定の解像度で、実空間座標系の参照格子画像38(図3(d)参照)に変換することで、実空間座標系への変換関数を算出する。   In step S402, the control device 10 calculates a conversion function for converting the spray cross-sectional images 35a and 35b into spray cross-sectional images corresponding to the real space coordinate system. That is, since the reference grid image 37 acquired in step S401 is acquired from a position that is not perpendicular to the planar light 20 (reference grid 22), there is distortion as shown in FIG. If the fact that the lattice spacing of the lattice 22 is known is used, the distortion can be corrected. Therefore, the control device 10 converts the captured reference grid image 37 into a real grid coordinate system 38 (see FIG. 3D) with a predetermined resolution, thereby converting it into the real space coordinate system. Calculate the function.

そして、ステップS403に進むと、制御装置10は、ステップS402で算出した変換座標を用いて、噴霧断面画像35a,35bから実空間座標系における噴霧断面画像39a,39b(図3(e)参照)をそれぞれ算出し、続くステップS404において、算出した噴霧断面画像39a,39bを画像データ化した後、サブルーチンを抜ける。これにより、ステップS101及びステップS103で取得した噴霧断面画像35a,35bの歪みを的確に除去することが可能となる。   Then, when the process proceeds to step S403, the control device 10 uses the converted coordinates calculated in step S402 to spray the cross-sectional images 39a and 39b in the real space coordinate system from the spray cross-sectional images 35a and 35b (see FIG. 3E). In step S404, the calculated spray cross-sectional images 39a and 39b are converted into image data, and the subroutine is exited. Thereby, the distortion of the spray cross-sectional images 35a and 35b acquired in step S101 and step S103 can be accurately removed.

図4のメインルーチンにおいて、ステップS105からステップS106に進むと、制御装置10は、噴霧断面画像39a,39bのうちの何れか一方(例えば、噴霧断面画像39b)を180°回転させ、これらに対する加算平均処理を行うことにより、最終的な噴霧断面画像40(図3(f)参照)を取得する。   In the main routine of FIG. 4, when the process proceeds from step S105 to step S106, the control device 10 rotates either one of the spray cross-sectional images 39a and 39b (for example, the spray cross-sectional image 39b) by 180 ° and adds to these. By performing the averaging process, a final spray cross-sectional image 40 (see FIG. 3F) is acquired.

そして、ステップS106からステップS107に進むと、制御装置10は、ステップS106で取得した噴霧断面画像40を用いてインジェクタ30の噴霧角算出処理を行う。この噴霧角算出処理は、例えば、図8に示す噴霧角算出サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、このサブルーチンがスタートすると、制御装置10は、先ず、ステップS501において、噴霧断面画像40に対する2値化処理を行う。すなわち、制御装置10は、以後の演算負荷の軽減等を図るべく、噴霧断面画像上の各画素の輝度を調べ、例えば、輝度が設定閾値以上である画素の輝度を「1」とし、設定閾値以下である画素の輝度を「0」とする2値化処理を行う。   And if it progresses to step S107 from step S106, the control apparatus 10 will perform the spray angle calculation process of the injector 30 using the spray cross-sectional image 40 acquired by step S106. This spray angle calculation process is executed, for example, according to the flowchart of the spray angle calculation subroutine shown in FIG. 8, and when this subroutine starts, the control device 10 first performs binary processing on the spray cross-sectional image 40 in step S501. Process. That is, the control device 10 checks the luminance of each pixel on the spray cross-sectional image in order to reduce the calculation load thereafter, for example, sets the luminance of a pixel whose luminance is equal to or higher than the set threshold to “1”. The following binarization process is performed to set the luminance of the pixel to “0”.

そして、ステップS501からステップS502に進むと、制御装置10は、2値化された噴霧断面画像40上において、例えば、輝度が「1」となる画素が設定密度以上で分布する所定領域を噴霧領域23として抽出する。この場合、例えば、ノズル31上の5箇所に噴口32が開口するインジェクタ30を被検査対象とする本実施形態では、通常、噴霧断面画像上の5箇所に噴霧領域23が抽出される。   Then, when the process proceeds from step S501 to step S502, the control device 10 displays, for example, a predetermined area in which pixels with luminance “1” are distributed at a set density or higher on the binarized spray cross-sectional image 40. 23 is extracted. In this case, for example, in the present embodiment in which the injectors 30 having the nozzle holes 32 open at five locations on the nozzle 31 are to be inspected, the spray regions 23 are normally extracted at five locations on the spray cross-sectional image.

そして、ステップS502からステップS503に進むと、制御装置10は、抽出した噴霧領域23の中から一の噴霧領域23を選択し、続くステップS504において、噴口32から噴射領域上の点までの角度(θx,θy)の最小値を初期値として設定する。   Then, when the process proceeds from step S502 to step S503, the control device 10 selects one spray area 23 from the extracted spray areas 23, and in the subsequent step S504, the angle (from the nozzle 32 to the point on the injection area ( The minimum value of θx, θy) is set as an initial value.

そして、ステップS504からステップS505に進むと、制御装置10は、仮想空間上において、噴口32から燃料が噴射角(θx,θy)で噴射されたと仮定したときの面状光20上に形成され得る噴霧像(疑似噴霧像26)を演算する。   Then, when the process proceeds from step S504 to step S505, the control device 10 can be formed on the planar light 20 when it is assumed that the fuel is injected at the injection angle (θx, θy) in the virtual space. A spray image (pseudo spray image 26) is calculated.

すなわち、ステップS505において、制御装置10は、噴口32から延在する中心軸Omの角度が(θx,θy)となる円錐状の噴霧モデル25(図9参照)を定義し、この噴霧モデル25に対し、その中心軸Omから離間するにつれて重みが減少する濃度分布を付与する。なお、この濃度分布としては、例えば、2次元ガウス分布(図10参照)等を好適に用いることが可能である。そして、制御装置10は、噴霧モデル25が面状光20上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像26として算出する。   That is, in step S505, the control device 10 defines a conical spray model 25 (see FIG. 9) in which the angle of the central axis Om extending from the nozzle 32 is (θx, θy), and the spray model 25 On the other hand, a concentration distribution in which the weight decreases as the distance from the central axis Om increases. As this concentration distribution, for example, a two-dimensional Gaussian distribution (see FIG. 10) or the like can be suitably used. Then, the control device 10 calculates a concentration distribution that the spray model 25 can form on the planar light 20 as the pseudo spray image 26.

そして、ステップS505からステップS506に進むと、制御装置10は、周知の畳み込み演算等により、噴霧断面画像と疑似噴霧像26との相互相関係数C(θx,θy)を算出する。より具体的には、制御装置10は、疑似噴霧像26に対応する領域の噴霧断面画像上の像(噴霧断面像)の輝度分布と、疑似噴霧像26の濃度分布(輝度分布)との相互相関係数C(θx,θy)を算出する。   Then, when the process proceeds from step S505 to step S506, the control device 10 calculates a cross-correlation coefficient C (θx, θy) between the spray cross-sectional image and the pseudo spray image 26 by a known convolution calculation or the like. More specifically, the control apparatus 10 determines the mutual distribution between the luminance distribution of the image (spray cross-sectional image) on the spray cross-sectional image in the region corresponding to the pseudo spray image 26 and the concentration distribution (luminance distribution) of the pseudo spray image 26. Correlation coefficient C (θx, θy) is calculated.

そして、ステップS507に進むと、ステップS506で今回算出した相互相関係数Cが前回までの相互相関係数の最大値Cmaxよりも大きいか否かを調べ、今回算出した相互相関係数Cが前回までの相互相関係数の最大値Cmax以下である場合、制御装置10は、そのままステップS510にジャンプする。   In step S507, whether or not the cross-correlation coefficient C calculated this time in step S506 is larger than the maximum value Cmax of the cross-correlation coefficient up to the previous time is checked. If it is equal to or less than the maximum value Cmax of the cross-correlation coefficients until, the control device 10 jumps directly to step S510.

一方、ステップS507において、今回算出した相互相関係数Cが前回までの最大値Cmaxよりも大きい場合、制御装置10は、ステップS508に進み、相互相関係数の最大値Cmaxを今回算出した相互相関係数Cで更新し、続くステップS509において、相互相関係数Cの最大値に対応する中心軸Omの角度(θcx,θcy)を今回の中心軸の角度(θx,θy)で更新した後、ステップS510に進む。   On the other hand, in step S507, when the cross-correlation coefficient C calculated this time is larger than the maximum value Cmax until the previous time, the control device 10 proceeds to step S508, and the cross-correlation coefficient calculated this time is the maximum value Cmax of the cross-correlation coefficient. In the subsequent step S509, the angle (θcx, θcy) of the central axis Om corresponding to the maximum value of the cross-correlation coefficient C is updated with the angle (θx, θy) of the current central axis. Proceed to step S510.

そして、ステップS507或いはステップS509からステップS510に進むと、制御装置10は、中心軸Omの角度(θx,θy)の値を更新した後、ステップS511に進む。なお、この角度(θx,θy)の更新では、X軸方向の角度θx或いはY軸方向の角度θyを噴霧領域23内で順次微小角度Δθ(例えば、Δθ=0,1°)ずつ変化させることにより行われる。   Then, when the process proceeds from step S507 or step S509 to step S510, the control device 10 updates the value of the angle (θx, θy) of the central axis Om, and then proceeds to step S511. In updating the angles (θx, θy), the angle θx in the X-axis direction or the angle θy in the Y-axis direction is sequentially changed by a minute angle Δθ (for example, Δθ = 0, 1 °) in the spray region 23. Is done.

そして、ステップS510からステップS511に進むと、制御装置10は、現在選択中の噴霧領域23内において、角度(θx,θy)を微小角度Δθずつ変化させた全ての組合せについて相互相関係数Cの演算が終了したか否かを調べ、未だ全角度の組合せについて演算がなされていないと判定した場合、制御装置10は、ステップS505に戻る。   Then, when the process proceeds from step S510 to step S511, the control device 10 calculates the cross-correlation coefficient C for all combinations in which the angle (θx, θy) is changed by the minute angle Δθ in the currently selected spray region 23. It is checked whether or not the calculation has been completed, and if it is determined that the calculation has not been performed for all angle combinations, the control device 10 returns to step S505.

一方、ステップS511において、現在選択中の噴霧領域23内の全角度の組合せについて相互相関係数Cの演算がなされたと判定した場合、制御装置10は、ステップS512に進み、現在の相互相関係数の最大値Cmaxに対応する角度(θcx,θcy)によって中心軸Omが指向する方向を、該当する噴口32からの噴射方向として特定するとともに、相互相関係数の最大値Cmaxをクリアする。   On the other hand, if it is determined in step S511 that the cross-correlation coefficient C has been calculated for all angle combinations in the currently selected spray region 23, the control device 10 proceeds to step S512, and the current cross-correlation coefficient is obtained. The direction in which the central axis Om is directed by the angle (θcx, θcy) corresponding to the maximum value Cmax is specified as the injection direction from the corresponding nozzle 32, and the maximum value Cmax of the cross-correlation coefficient is cleared.

そして、ステップS512からステップS513に進むと、制御装置10は、全ての噴霧領域23で噴射方向の特定が行われたか否かを調べる。   Then, when the process proceeds from step S512 to step S513, the control device 10 checks whether or not the injection direction has been specified in all the spray regions 23.

そして、ステップS512において、全ての噴霧領域23で噴射方向の特定が行われていないと判定した場合、制御装置10は、ステップS505に戻る。   If it is determined in step S512 that the injection direction is not specified in all the spray regions 23, the control device 10 returns to step S505.

一方、ステップS513において、全ての噴霧領域23で噴射方向の特定が行われたと判定した場合、制御装置10は、サブルーチンを抜ける。   On the other hand, if it is determined in step S513 that the injection direction has been specified in all the spray regions 23, the control device 10 exits the subroutine.

図4のメインルーチンにおいて、ステップS107からステップS108に進むと、制御装置10は、各噴口32の噴射方向が予め設定された公差内であるか否かを調べ、全ての噴射方向が公差内である場合にはステップS109に進み、現在の被検査対象のインジェクタ30は正常品であると判断した後、ルーチンを抜ける。一方、ステップS108において、少なくとも何れか1つの噴口32の噴射方向が公差外にある場合には、制御装置10は、ステップS110に進み、現在の被検査対象のインジェクタ30は異常品であると判断した後、ルーチンを抜ける。   In the main routine of FIG. 4, when the process proceeds from step S107 to step S108, the control device 10 checks whether or not the injection direction of each nozzle 32 is within a preset tolerance, and all the injection directions are within the tolerance. If there is, the process proceeds to step S109, and after determining that the current injector 30 to be inspected is a normal product, the routine exits. On the other hand, if the injection direction of at least one of the nozzle holes 32 is outside the tolerance in step S108, the control device 10 proceeds to step S110 and determines that the current injector 30 to be inspected is an abnormal product. Then exit the routine.

このような実施形態によれば、実空間上で噴口32から燃料を噴射した際に面状光20上に形成される噴霧断面画像40を取得するとともに、仮想空間上において、噴口32を基点とする円錐状の噴霧モデル25を定義して当該噴霧モデル25に2次元ガウス分布等からなる濃度分布を付与し、噴霧モデル25の角度を変化させて当該角度毎に噴霧モデル25が面状光20上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像26としてそれぞれ演算し、噴霧断面画像40上で抽出した噴霧領域23内で各疑似噴霧像26とのマッチングを行い、噴霧断面画像40上のパターンと最も一致する疑似噴霧像26に対応する噴霧モデル25の中心軸Omの指向方向を燃料の噴射方向として特定することにより、インジェクタ30から噴射される燃料の噴射方向を精度良く測定することができる。   According to such an embodiment, the spray cross-sectional image 40 formed on the planar light 20 when fuel is injected from the nozzle 32 in real space is acquired, and the nozzle 32 is set as a base point in the virtual space. A conical spray model 25 is defined and a concentration distribution comprising a two-dimensional Gaussian distribution or the like is given to the spray model 25, and the angle of the spray model 25 is changed so that the spray model 25 is converted into the planar light 20 for each angle. Concentration distributions that can be formed above are respectively calculated as pseudo spray images 26 and matched with each pseudo spray image 26 in the spray region 23 extracted on the spray cross-sectional image 40, and the pattern on the spray cross-sectional image 40 is the most By specifying the directing direction of the central axis Om of the spray model 25 corresponding to the coincident pseudo spray image 26 as the fuel injection direction, the injection direction of the fuel injected from the injector 30 is determined. It is possible to be measured every time.

すなわち、本実施形態の燃料噴射方向の特定は、噴霧断面画像上で最高輝度となる画素を断順に検索するピーク値検出ではなく、輝度分布マッチングによるピーク値検出によって行うものであるため、ノイズや最高輝度値が複数存在する画像に対してもロバスト性があり、また、サブピクセルのピーク検出分解能を有するため高精度である。さらに、噴霧が近接している場合においても、好適なピーク検出を実現することができる。   That is, since the fuel injection direction of the present embodiment is determined not by the peak value detection that searches for the pixel having the highest luminance on the spray cross-sectional image in order, but by the peak value detection by luminance distribution matching, It is robust even for an image having a plurality of maximum luminance values, and has high accuracy because it has a sub-pixel peak detection resolution. Furthermore, even when the spray is close, suitable peak detection can be realized.

この場合において、例えば、上述のステップS101,S103,S104等の処理で示したように、撮像を複数回(Nimage回)に亘って行い、複数枚の画像データを加算平均処理することにより、安定した噴霧断面画像35a,35bやミスト画像36等を得ることができる。   In this case, for example, as shown in the above-described processing of steps S101, S103, S104, etc., imaging is performed a plurality of times (Image times), and a plurality of pieces of image data are subjected to an averaging process, thereby stabilizing The sprayed cross-sectional images 35a and 35b, the mist image 36, and the like can be obtained.

また、例えば、上述のステップS101,S103等の処理で示したように、インジェクタ30に対して燃料噴射を指示してからディレイ時間Δt経過後に撮像を行うので、好適な噴霧断面画像の撮像を行うことができる。   Further, for example, as shown in the above-described processing of steps S101, S103, etc., since the fuel injection is instructed after the delay time Δt has elapsed since the fuel injection is instructed to the injector 30, a suitable spray cross-sectional image is captured. be able to.

また、例えば、上述のステップS101,S103等の処理で示したように、インジェクタ30の配置がノズル31の中心軸On周りに180°相違するときの各噴霧断面画像35a,35bをそれぞれ取得し、ステップS106において、これらを加算平均処理して最終的な噴霧断面画像を得ることにより、光源装置5からの距離に応じた面状光20の強度の減衰による影響が緩和された噴霧断面画像を取得することができる。   Further, for example, as shown in the above-described processing of steps S101, S103, etc., the spray cross-sectional images 35a, 35b when the arrangement of the injector 30 is different by 180 ° around the central axis On of the nozzle 31 are acquired, respectively. In step S106, these are added and averaged to obtain a final spray cross-sectional image, thereby obtaining a spray cross-sectional image in which the influence of attenuation of the intensity of the planar light 20 according to the distance from the light source device 5 is reduced. can do.

さらに、例えば、ステップS104等の処理で示したように、面状光20が照射される空間に対して、例えば、水ミスト等の均一な噴霧を供給してミスト画像36を取得し、このミスト画像36上の最高輝度値で正規化した強度分布によって噴霧断面画像35a,35bの輝度補正を行うことにより、面状光20の強度分布の影響を的確に噴霧断面画像35a,35bから除去することができる。   Further, for example, as shown in the process of step S104, the mist image 36 is obtained by supplying a uniform spray such as water mist to the space irradiated with the planar light 20, for example. By correcting the brightness of the spray cross-sectional images 35a and 35b with the intensity distribution normalized with the maximum brightness value on the image 36, the influence of the intensity distribution of the planar light 20 can be accurately removed from the spray cross-sectional images 35a and 35b. Can do.

1 …噴霧測定装置
5 … 光源装置
6 … 保持機構
6a … 保持プレート
6b … 駆動ユニット
7 … 撮像装置
8 … ミスト発生器
10 … 制御装置(噴霧断面画像取得手段、疑似噴霧像演算手段、噴射方向演算手段)
20 … 面状光
21 … ミスト
22 … 参照格子
23 … 噴霧領域
25 … 噴霧モデル
26 … 疑似噴霧像
30 … インジェクタ
31 … ノズル
32 … 噴口
35a,35b … 噴霧断面画像
36 … ミスト画像
37 … 参照格子画像
38 … 参照格子画像
39a,39b … 噴霧断面画像
40 … 噴霧断面画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Spray measuring device 5 ... Light source device 6 ... Holding mechanism 6a ... Holding plate 6b ... Drive unit 7 ... Imaging device 8 ... Mist generator 10 ... Control device (spray cross-sectional image acquisition means, pseudo spray image calculating means, injection direction calculation) means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Planar light 21 ... Mist 22 ... Reference lattice 23 ... Spray area 25 ... Spray model 26 ... Pseudo spray image 30 ... Injector 31 ... Nozzle 32 ... Injection hole 35a, 35b ... Spray cross-sectional image 36 ... Mist image 37 ... Reference lattice image 38 ... Reference lattice image 39a, 39b ... Spray cross-sectional image 40 ... Spray cross-sectional image

Claims (5)

噴射装置のノズルに開口する噴口から噴射された流体の噴射方向を測定する噴霧測定方法であって、
前記ノズルの中心軸に垂直な面状光に対して前記噴口から流体を噴射した際に前記面状光上に形成される噴霧断面画像を取得する噴霧断面画像取得手順と、
仮想空間上において、前記噴口を基点とする円錐状の噴霧モデルを定義し、その中心軸から離間するにつれて重みが減少する濃度分布を前記噴霧モデルに付与するとともに、前記噴霧モデルの角度を変化させて当該角度毎に前記噴霧モデルが前記面状光上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像としてそれぞれ演算する疑似噴霧像演算手順と、
前記噴霧断面画像上の所定領域内で前記各疑似噴霧像とのマッチングを行い、前記噴霧断面画像と最も一致する前記疑似噴霧像に対応する前記噴霧モデルの中心軸の指向方向を前記流体の噴射方向として特定する噴射方向演算手順と、を備えたことを特徴とする噴霧測定方法。
A spray measurement method for measuring a jet direction of a fluid jetted from a jet port opening in a nozzle of a jet device,
A spray cross-sectional image acquisition procedure for acquiring a spray cross-sectional image formed on the planar light when a fluid is ejected from the nozzle with respect to the planar light perpendicular to the central axis of the nozzle;
In the virtual space, a conical spray model with the nozzle hole as a base point is defined, and a concentration distribution in which the weight decreases as the distance from the central axis is given to the spray model, and the angle of the spray model is changed. A pseudo spray image calculation procedure for calculating, as a pseudo spray image, a density distribution that the spray model can form on the planar light for each angle,
Matching with each of the pseudo spray images within a predetermined region on the spray cross-sectional image, the direction of the central axis of the spray model corresponding to the pseudo spray image most closely matching the spray cross-sectional image is jetted of the fluid A spray measurement method comprising: an injection direction calculation procedure that is specified as a direction.
前記疑似噴霧像演算手順は、前記噴霧モデルの濃度分布を2次元ガウス分布に基づいて設定することを特徴とする請求項1記載の噴霧測定方法。   The spray measurement method according to claim 1, wherein the pseudo spray image calculation procedure sets a concentration distribution of the spray model based on a two-dimensional Gaussian distribution. 前記噴射方向演算手段は、前記噴霧断面画像に対する前記各疑似噴霧像の相互関係係数を演算し、当該相互関係係数が最大となる前記疑似噴霧像に対応する前記噴霧モデルの中心軸の指向方向を前記流体の噴射方向として特定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の噴霧測定方法。   The injection direction calculation means calculates a correlation coefficient of each pseudo spray image with respect to the spray cross-sectional image, and determines a directivity direction of a central axis of the spray model corresponding to the pseudo spray image having the maximum correlation coefficient. The spray measurement method according to claim 1, wherein the spray measurement direction is specified as the fluid ejection direction. 前記噴霧方向演算手段で特定した前記流体の噴射方向が予め設定された範囲外にあるとき、該当する前記噴射装置を異常品として検出する異常品検出手順を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の噴霧測定方法。   2. An abnormal product detection procedure for detecting the corresponding injection device as an abnormal product when the fluid injection direction specified by the spray direction calculating means is outside a preset range. The spray measurement method according to claim 1. 噴射装置のノズルに開口する噴口から噴射された流体の噴射方向を測定する噴霧測定装置であって、
前記ノズルの中心軸に垂直な面状光に対して前記噴口から流体を噴射した際に前記面状光上に形成される噴霧断面画像を取得する噴霧断面画像取得手段と、
仮想空間上において、前記噴口を基点とする円錐状の噴霧モデルを定義し、その中心軸から離間するにつれて重みが減少する濃度分布を前記噴霧モデルに付与するとともに、前記噴霧モデルの角度を変化させて当該角度毎に前記噴霧モデルが前記面状光上に形成し得る濃度分布を疑似噴霧像としてそれぞれ演算する疑似噴霧像演算手段と、
前記噴霧断面画像上の所定領域内で前記各疑似噴霧像とのマッチングを行い、前記噴霧断面画像と最も一致する前記疑似噴霧像に対応する前記噴霧モデルの中心軸の指向方向を前記流体の噴射方向として特定する噴射方向演算手段と、を備えたことを特徴とする噴霧測定装置。
A spray measuring device for measuring a jet direction of a fluid jetted from a nozzle opening in a nozzle of a jet device,
Spray cross-sectional image acquisition means for acquiring a spray cross-sectional image formed on the planar light when a fluid is ejected from the nozzle with respect to the planar light perpendicular to the central axis of the nozzle;
In the virtual space, a conical spray model with the nozzle hole as a base point is defined, and a concentration distribution in which the weight decreases as the distance from the central axis is given to the spray model, and the angle of the spray model is changed. Pseudo spray image calculating means for calculating, as a pseudo spray image, a concentration distribution that the spray model can form on the planar light for each angle,
Matching with each of the pseudo spray images within a predetermined region on the spray cross-sectional image, the direction of the central axis of the spray model corresponding to the pseudo spray image most closely matching the spray cross-sectional image is jetted of the fluid A spray measuring device comprising: an injection direction calculating means for specifying a direction.
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