基于高速相機的炸點坐標測量技術研究畢業設計論文-資料下載頁

　　

【正文】 像采集模塊主要負責采集圖像信息，為后面的數據處理和計算提供支持，圖像采集的軟件開發是在安裝完成微視提供的驅動之后，進行二次開發。二次開發需要用到的庫文件共包含三個文件： 接口頭文庫 接口靜態庫圖像處理的模塊程序流程如下：初始→獲取圖像數據→開辟內存區域存儲→濾波→特征提取→特征提取顯示→結束。圖 35程序運行時的界面開發使用的語言。對于 51 系列單片機，現在常用的編程語言有匯編和 C 語言。C 語言是一種源于編寫 UNIX 操作系統的語言，它是一種結構化語言，可產生緊湊代碼。C 語言結構是以括號{ }而不是字和特殊符號的語言。C 語言可以進行許多機器級函數控制而不用匯編語言。長春理工大學畢業論文16與匯編相比，有如下優點：1）對單片機的指令系統不要求了解，僅要求對 8051 的存儲器有初步了解。2）寄存器分配、不同存儲器的尋址及數據類型等細節可由編譯器管理。3）程序有規范的結構，可分為不同的函數，這種方式可使程序結構化。4）具有將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性。5）關鍵字及運算函數可用近似人的思維過程方式使用。6）編程及程序調試時間顯著縮短，從而提高效率。7）提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數據處理能力。8）已編好程序可容易地植入新程序，因為它具有方便的模塊化編程技術。掃描后獲得的跟蹤點運動軌跡均為像素坐標, 它與實際坐標存在單位和方向兩個方面的差異. 在像素坐標系中, 橫軸（x′軸）與實際坐標相同, 但縱軸（z′軸）與實際坐標相反, 像素坐標系中的縱軸由上至下為正, 而在描述波浪及浮架運動的實際坐標系中則是由下至上為正。因此由像素坐標系至實際坐標系存在坐標轉換問題. 一般情況下, 像素坐標的原點均位于圖像左上角, 但實際坐標系的原點可以任意選定,實際上常常以 CCD 軸線中心在圖像上的像點作為實際坐標系的原點。在坐標轉換中, CCD 與跟蹤點之間的位置關系對坐標轉換具有影響, 以下將按照這一相互關系進行分析。 像點坐標與物點坐標之間的變換與攝像機的標定和位置有關。在實際的測試中，要對面陣 CCD進行標定，測算出實際位移與面陣 CCD像素之間的對應關系，從而完成實際的控制量。測量誤差與目標尺寸誤差 dl相關,與像素判讀誤差dDy、dDz、dMy、dMz、dnm 相關。其中:dl 的來源有:185。對 l的測量誤差。l 一般為 4~,測量誤差為 2 mm。186。相機光軸與目標軸線不垂直引起的傾斜誤差。傾角不大于 10度,傾斜誤差小于 6 mm。dDy、dDz、dMy、dMz、dnm 的來源有:185。圖像清晰程度誤差,使得對Dy、Dz、My、Mz、nm 的判讀帶來像素個數誤差。這部分誤差由圖像處理引起,一般會有 2~3個像素的模糊邊緣。長春理工大學畢業論文17186。每個像素在物面上代表的尺寸。在一定的像面尺寸上,像素越多,每個像素在物面上代表的尺寸越小。l=4 m,實際處理得到 nm=500個像素,每個像素在物面上代表的尺寸約為 8 mm。在測量中，影響炸點三維坐標參量的因素很多，如兩相機布置的距離，兩相機的高低差，圖像處理中的像素差等，都是引起測量誤差的來源。交匯的兩個角度 ε１和 ε２可以利用１７位高精度角度編碼器在室內標定，距離Ｋ１、Ｋ２在布置時利用高精度激光測距儀測量，角度誤差接近０．００３176。，距離誤差可為測距儀精度，即精度為０．３mm。測量誤差與目標尺寸誤差、距離誤差相關,與兩相機像素的判讀誤差 dDy、dDz、dMy、dMz、dnm 相關。其中: dl以及兩相機像素的判讀誤差 dDy、dDz、dMy、dMz、dnm 的來源與上述相同。dH來源于對目標高度的測量誤差。H 一般為 22~30 m,測量誤差為 20 mm。長春理工大學畢業論文18第 4章 總結本課題實現了一套基于面陣 CCD 實現的測量炸點位置的系統，能夠實時的檢測到炸點的運動信息。課題所做的工作主要有以下幾點：突破傳統的位置測量模式，成功的將圖像處理技術引入到自動控制系統中來，實現了位置信號的非接觸式測量；在炸點圖像處理系統中選擇一種快速的濾波算法及實現程序，以減少處理的時間，提高了系統的效率；有待于以后進一步改進和完善：只能是單個炸點的跟蹤，對距離目標較近的運動物體的干擾比較敏感，要求運動目標與背景有一定的對比度，所以干擾問題有待于進一步解決；目標的跟蹤僅利用了目標的灰度信息，未能考慮到目標的色度信息，從而使背景復雜情況下目標跟蹤性能有所下降；對于圖像存在畸變時，為了增加系統的實時性，沒有對幾何畸變進行校正使處理的結果與實際的目標存在差異，嘗試用快速的方法來進行畸變的校正；在圖像預處理中，本論文只進行了中值濾波，實際上還可以利用直方圖均衡來改善圖像的對比度，使得系統對光照條件的變化有更強的適應性；對運動目標的識別，在未來的工作中可以考慮用句法（結構）模式識別的方式進行識別，以提高算法的智能化程度和識別的準確性。基于算法復雜性和實時性的考慮，本論文沒有選用這些方法，在今后的工作中可以進行進一步地研究和探索。長春理工大學畢業論文19致謝本文的研究工作是在導師劉立欣的悉心指導下完成的。導師淵博的知識、嚴謹治學的工作作風、忘我的工作態度、求真務實的敬業精神，深深地影響和激勵著我。正是導師細心的鼓勵、悉心的指導、嚴格的要求和富有啟發性的建議，使論文得以順利的完成。在課題的進行中，導師給予了我最大的信任，并創造了最好的條件。在此，向多年來培育、指導我的恩師表示最崇高的敬意和誠摯的謝意！衷心感謝感謝我的師兄弟，在我的課題進行得最困難的時候，他們向我伸出了友誼之手，他們真誠的幫助對我也是一種強大的動力。同時特別感謝所有的老師、同學和朋友，正是他們不斷的關心和支持、鼓勵，才使我能夠順利完成學業。長春理工大學畢業論文20參考文獻:[1] 李長貴等．線陣 CCD 用于快速實時動態測量技術研究．應用光學．1998．[2] 北京微視公司 MVC1000 面陣 CCD 使用說明書．2022．[3] 阮秋琦．數字圖像處理學[M] ．北京：電子工業出版社，2022，183 一 192.[4] 張旭．數字濾波技術在醫學圖像去噪處理中的應用研究[碩士論文] ．山西：中北大學，2022, 9[5] 葛婷．幾種數字圖像濾波算法[碩士論文] ．南京：南京信息工程大學，2022, 5[6] 劉立波，圖像分割方法探討．寧夏農學院學報，2022,4[7] (上冊)圖像處理和分析．（M）北京：清華大學出版社 [8] 蘇康，關世義一種實用的歸一化互相關景象匹配算法．宇航學報．1997, I8 (3)403407[9] 劉艷玲．采用 MAX232 實現單片機與 PC 的通信．天津理工學院學報．1999．[10] [D].哈爾濱：東北林業大學，2022.[11] 劉寶廷，[M] ．哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，1997.[12] 劉正林編著．面向對象程序設計（第 2 版）．武漢：華中理工大學出版社．2022．68[13] 圖像傳感器降噪技術的研究[J].光學精密工程 2022,8(2):140146.[14] 高昕,蘇建剛, CCD像機交匯測量精度分析[J].華北工業學院測試技術學報,2022,(2).[15] JANESICK J,ELLION CCDs[J].SPIE,1995,24152441.[16] MICHAEL K,KEN P,LEWIS technologies for still imaging system[J].SPIE,1989,1082:157183[17] Siemens Simatic HMI Cable Quick Reference Guide.A5E00091162 Edition 01 [Z].[18] NI公司. Siemens S7 PLC with HMI Adapter [EB/OL] [19] MCCURNIN T W. Signal processing for 、 CCD imaging[J].SPIE,1991,1448:225235.[20] Tian Ze,Luo median filtering. Journal of Northwest Institute of Textile Scienc e andTechnology,1996,10(4):381384；