航空工業(yè)飛機(jī)的儀表顯示了飛機(jī)的實(shí)時(shí)航行情況,是判斷飛行狀態(tài)的重要依據(jù)。隨著玻璃座艙的廣泛使用,采用液晶多功能顯示屏作為虛擬儀表替代傳統(tǒng)的電子儀表、機(jī)械儀表已成為現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)的主流趨勢(shì)。在生產(chǎn)測(cè)試階段,如何快速并且準(zhǔn)確地完成對(duì)虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)是否正確的驗(yàn)證是當(dāng)下航空虛擬儀表數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。本文基于機(jī)器視覺技術(shù),對(duì)航空虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,主要工作如下:1.設(shè)計(jì)了航空虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)的檢測(cè)方案,將整個(gè)檢測(cè)流程分成了圖像校正分割、指針式儀表檢測(cè)和數(shù)顯式儀表檢測(cè)三個(gè)方面,并分別設(shè)計(jì)了每個(gè)方面的檢測(cè)流程,同時(shí)對(duì)每個(gè)流程中涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,并以具體的航空虛擬儀表作為待測(cè)目標(biāo)完成了檢測(cè)。2.在圖像校正分割方面,利用PnP算法計(jì)算攝像機(jī)與目標(biāo)屏幕之間的位姿關(guān)系,然后利用位姿參數(shù)對(duì)圖像進(jìn)行校正的方法,解決了視覺檢測(cè)中攝像機(jī)與目標(biāo)屏幕間位姿關(guān)系對(duì)圖像處理的影響問題。并且通過RAC模型對(duì)傳統(tǒng)的DLT算法進(jìn)行改進(jìn),從而能夠快速而準(zhǔn)確獲取相機(jī)位姿參數(shù)。該算法由徑向約束對(duì)DLT算法添加約束條件,在保持傳統(tǒng)DLT算法低時(shí)耗的同時(shí),提高了DLT算法對(duì)攝像機(jī)位姿估計(jì)的精度。然后與常用的位姿估計(jì)算法進(jìn)行比較,分別對(duì)算法的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、抗噪性以及實(shí)際的校正應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對(duì)比,最終證明了本文設(shè)計(jì)的算法不但可以快速準(zhǔn)確地估計(jì)相機(jī)位姿,并且對(duì)噪聲有較為良好的適應(yīng)性。在完成圖像校正后,按照預(yù)先設(shè)計(jì)的位置區(qū)域?qū)D像進(jìn)行劃分完成圖像區(qū)域分割。3.在儀表檢測(cè)方面,針對(duì)指針式儀表設(shè)計(jì)了指針提取—指針中心線檢測(cè)—指針讀數(shù)的檢測(cè)流程,而數(shù)顯式儀表則是通過定位字符區(qū)域—分割單個(gè)字符—字符識(shí)別這幾個(gè)步驟完成檢測(cè)。分別對(duì)每個(gè)步驟涉及的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究和分析,最后結(jié)合本課題提供的樣本航空虛擬儀表的特點(diǎn),以差影法結(jié)合連通域法的形式提取了指針區(qū)域。在指針讀數(shù)方面,用Canny算子提取圖像邊緣后,以Hough變換檢測(cè)邊緣直線,并結(jié)合最小二乘擬合直線的方法提取了指針式儀表的中心線,并利用中心線完成指針讀數(shù),實(shí)現(xiàn)了指針式儀表的檢測(cè);以雙向投影結(jié)合連通域法定位分割字符,并由SVM分類器對(duì)分割的字符進(jìn)行識(shí)別,實(shí)現(xiàn)了數(shù)顯式儀表的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,本文對(duì)航空虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)的視覺測(cè)量算法可以在0.2s內(nèi)完成一次識(shí)別檢測(cè),并且在圖像有些許模糊的情況下也具有較為良好的精度,具有一定的實(shí)用價(jià)值和開發(fā)前景。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;V241
【部分圖文】：

（a） （b）圖 1-1 航空虛擬儀表盤面的示意圖-1 中是航空虛擬儀表模擬器的盤面，它顯示了飛機(jī)航行過程中的一部描述，已分別將需要檢測(cè)的關(guān)鍵區(qū)域用紅色矩形框圈出并標(biāo)注 data1）盤面有 data1-data4 四處區(qū)域需要檢測(cè)；（b）盤面有 data5-data7

圖 1-2 航空虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)視覺檢測(cè)流程圖該視覺檢測(cè)總體過程如下：（1）輸入信號(hào)令目標(biāo)顯示器上虛擬儀表的模擬數(shù)據(jù)相應(yīng)改變，并且每 0.2s 更新一次數(shù)據(jù)；（2）通過攝像機(jī)（定焦模式）對(duì)目標(biāo)顯示器的屏顯畫面進(jìn)行圖像采集。并將得到

圖 1-3 圖像采集流程基礎(chǔ)組成的硬件設(shè)備，如下所示：航空虛擬儀表顯示器：用于對(duì)航空虛擬儀表數(shù)據(jù)的 UI 顯示。本課示器作為該部分的硬件，分辨率為 1920×1080。圖像采集設(shè)備：用于對(duì)航空虛擬儀表屏顯數(shù)據(jù)的圖像采集，以便
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本文編號(hào)：2839012