基点和基线的获取方法及接触角的测量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，包括以下步骤：分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线；液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线。本发明专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，通过在图像上拟合液滴倒影和液滴本身边缘的拟合线，两条拟合线的交点即为基点，连接两个交点即为基线，可以克服现有技术中图像中液、固交界处的识别困难，导致基线的获取不准确的问题，提高基线的获得精度，提高接触角的测量精度。本发明专利技术还提供基于上述基点和基线的获取方法的接触角的测量方法和装置。

【技术实现步骤摘要】
基点和基线的获取方法及接触角的测量方法和装置
本专利技术涉及基点和基线的获取方法及接触角的测量方法和装置，属于亲水性测量

技术介绍
测定样品的亲水性的一种常用方法就是静态接触角法测量法，如国家标准GB/T24368-2009，采用接触角法测量法测量亲水性时，先要在样品上滴上一水滴，水滴在滴在样品后会形成一个水珠，在水珠边缘线与样品的交点做水珠边缘线的切线，切线与样品表面的夹角即为接触角，接触角越小说明亲水性越好。然而要在水珠上准确测量出静态接触角并不简单。一种方法是通过量角器直接测量水珠的静态接触角，但由于测量静态接触角时水珠较小，而人的肉眼对切线的分辨力有限，致使测量结果精确度有限且受人为因素影响较大。随着数码相机的普及和分辨率的提高，根据拍得水珠图像而计算静态接触角方法的研究正逐步开展。常用的一种静态接触角法的测量方法，即对水珠图像进行拍摄，然后在得到的水珠的图像上获得水珠边缘后再使用多项式拟合获得气、液、固交界处曲线方程，其中液、固交界处(水珠与样品的交界面)作为基线，气、液交界处(水珠与空气的交界面)拟合形成水珠边缘曲线，根据水珠边缘曲线和基线即可方便得到接触角。但是液、固交界处的识别获得比较困难，导致基线的获取不准确，从而影响接触角的测量精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为克服现有技术中液滴测量接触角中基线的获取不准确、接触角的测量精度差问题，提供一种基线的获取准确、提高接触角的测量精度的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法并同时提高基线的获取准确、提高接触角的测量精度的接触角测量方法、装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提供一种液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，包括以下步骤：分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线；液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线。优选地，本专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，仅能识别出液滴的倒影两端的边缘线时，通过两端的边缘线形成整个液滴倒影的拟合曲线。优选地，本专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，曲线拟合采用霍夫圆/霍夫多项式拟合方法。优选地，本专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，通过图像得到基点和基线后，还包括测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离，然后比较两个距离的差值，如果差值比例小于1％，则确定为最终基点和最终基线，如果差值比例大于1％，则重新对液滴倒影边缘和/或液滴本身边缘进行拟合，并重新确定基点和基线，直至液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离之间的差值比例小于1％。优选地，本专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离的方法为，做基线的中垂线，中垂线分别与液滴倒影边缘的拟合线和液滴本身边缘的拟合线的交点到基线的长度分别为量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离。本专利技术还提供一种接触角的测量方法，包括以下步骤：在样品表面滴上液滴；对液滴进行水平拍摄，获取具有倒影的液滴的图像；通过图像得到基点和基线；选取其中一个基点，以该基点做液滴本身边缘的拟合线的切线，该切线与基线的夹角即为接触角；得到基点和基线的方法为上述的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法。优选地，本专利技术的接触角的测量方法，若拍摄的液滴的图像中不具有倒影或者无法识别出液滴倒影部分边缘线时，则控制滴管在样品上远离摄像头的位置滴下液滴。优选地，本专利技术的接触角的测量方法，所述样品放置在载物台上，在所述样品与摄像头的连线上，所述液滴与载物台边缘的距离≥1.5cm。优选地，本专利技术的接触角的测量方法，所述液滴与载物台边缘的距离≥10cm。本专利技术还提供一种接触角测量装置，包括用于放置样品的载物台，用于对液滴进行水平拍摄的摄像头，光源，以及用于接收摄像头图像并执行上述的接触角的测量方法的处理单元。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，通过在图像上拟合液滴倒影和液滴本身边缘的拟合线，两条拟合线的交点即为基点，连接两个交点即为基线，可以克服现有技术中图像中液、固交界处的识别困难，导致基线的获取不准确的问题，提高基线的获得精度，提高接触角的测量精度。(2)通过测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离，然后比较两个距离的差值，可以验证液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线，液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离的差值过大时，说明拟合线拟合精度差或者图像的质量较差，此时，重新拟合或者重新拍摄图像进行拟合可以进一步提高测量精度。(3)本专利技术的接触角的测量方法，采用上述液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，基点和基线获取准确，接触角计算精度在±0.5°，实现对材料亲水性的精确检测。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术实施例3的接触角测量装置的结构示意图；图2是能完全识别出整个液滴倒影边缘线的图像；图3是仅能识别出液滴的倒影两端的边缘线的图像；图4是接触角A的计算图示。1-切线；2-液滴本身边缘拟合线；3-液滴倒影边缘拟合线；4-液滴倒影边缘拟合线；5-基线；6-液滴；7-摄像头；8-光源；9-载物台。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1本实施例提供一种液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，包括以下步骤：S1：分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线，对于液滴倒影的边缘分为两种情况，第一种情况是能完全识别出整个边缘线，如图2所示，此时就对整个边缘线进行拟合，第二种情况时仅能识别出液滴的倒影两端的边缘线时(中间段模糊)，则通过两端的边缘线形成整个液滴倒影的拟合曲线，如图3所示，曲线拟合采用霍夫圆/霍夫多项式拟合方法；S2：图液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线。S3：为了进一步验证基点和基线是否准确，通过图像得到基点和基线后，还包括测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离，然后比较两个距离的差值，如果差值比例小于1％，则确定为最终基点和最终基线，如果差值比例大于1％，则重新对液滴倒影边缘和/或液滴本身边缘进行拟合，并重新确定基点和基线，直至液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离之间的差值比例小于1％，也调整位置滴下新液滴，重新拍摄图像。具体地，测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离的方法为，做基线的中垂线，中垂线分别与液滴倒影边缘的拟合线和液滴本身边缘的拟合线的交点到基线的长度分别为量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离。本实施例的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，通过在图像上拟合液滴倒影和液滴本身边缘的拟合线，两条拟合线的交点即为基点，连接两个交点即为基线，可以克服现有技术中图像中液、固交界处的识别困难，导致基线的获取不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线；液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线。

【技术特征摘要】
1.一种液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：分别识别出图像中液滴倒影和液滴本身的边缘并对图像中液滴倒影和液滴本身的边缘分别进行曲线拟合形成拟合线；液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线的两个交点为基点，连接两个基点得到基线。2.根据权利要求1所述的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，仅能识别出液滴的倒影两端的边缘线时，通过两端的边缘线形成整个液滴倒影的拟合曲线。3.根据权利要求1所述的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，曲线拟合采用霍夫圆/霍夫多项式拟合方法。4.根据权利要求1-3任一项所述的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，通过图像得到基点和基线后，还包括测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离，然后比较两个距离的差值，如果差值比例小于1％，则确定为最终基点和最终基线，如果差值比例大于1％，则重新对液滴倒影边缘和/或液滴本身边缘进行拟合，并重新确定基点和基线，直至液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离之间的差值比例小于1％。5.根据权利要求4所述的液滴测量接触角中基点和基线的获取方法，其特征在于，测量液滴倒影边缘的拟合线与液滴本身边缘的拟合线到基线的最长距离的方法为，做基线的中垂线，中垂线分别与液滴倒影边缘的拟合线和液滴本身边缘的拟合线的交点到基线的长度分别为量...

【专利技术属性】
技术研发人员：高开中，王永平，赵志亮，
申请(专利权)人：苏州艺力鼎丰智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32