【摘要】：智能化糧庫監(jiān)測系統(tǒng)可以對糧庫進(jìn)行計量,對糧庫安全管理具有重大意義。本文研究了一套基于自動調(diào)焦的智能化糧庫監(jiān)測裝置。在自動調(diào)焦的基礎(chǔ)上,根據(jù)正焦?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)參數(shù)擬合的函數(shù)進(jìn)行測距,系統(tǒng)的圖像采集裝置可以實時監(jiān)控,實現(xiàn)了糧庫實時監(jiān)測和自動計量的全面管理。論文具體的研究工作包括:(1)對比了五種計量技術(shù),選取適用糧庫靜態(tài)環(huán)境的基于測距傳感技術(shù)的計量法;介紹了基于圖像處理的自動調(diào)焦技術(shù)原理和方法。(2)在自動調(diào)焦原理的基礎(chǔ)上提出了糧庫測距系統(tǒng)的原理。分析了光學(xué)成像系統(tǒng)成像的原理,根據(jù)高斯公式選擇了通過改變焦距實現(xiàn)系統(tǒng)清晰成像;通過分析對比離焦深度法和聚焦深度法兩種自動調(diào)焦方法,采用適合糧庫測距系統(tǒng)的聚焦深度法實現(xiàn)自動調(diào)焦;在聚焦深度法的基礎(chǔ)上提出了測距系統(tǒng)的改進(jìn)步驟。(3)圖像清晰度評價和搜索算法制定是聚焦深度法的兩個關(guān)鍵步驟。介紹了圖像清晰度計算的預(yù)處理方法,即彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像;通過實驗擬合四類評價函數(shù)曲線,根據(jù)單峰性、無偏性、靈敏度高、魯棒性和實時性五個標(biāo)準(zhǔn),選取Brenner函數(shù);介紹了四種典型的搜索算法的原理和步驟,根據(jù)準(zhǔn)確性、計算量、可行性等標(biāo)準(zhǔn),選擇爬山搜索算法;針對爬山搜索法在實際應(yīng)用中搜索速度和精度降低的問題,提出了設(shè)置合理的調(diào)焦步長的優(yōu)化方法,保證了系統(tǒng)測距的速度和精確度。(4)設(shè)計了基于自動調(diào)焦的糧庫監(jiān)測裝置測距系統(tǒng)的總體方案:上位機顯示監(jiān)控畫面,處理圖像,下位機采集圖像,電機搜索等。分別設(shè)計了系統(tǒng)的五個模塊,圖像采集模塊選取USB攝像機,圖像傳感器為CMOS;圖像處理模塊采用MATLAB軟件來實現(xiàn)圖像清晰度評價;電機搜索模塊選取兩個步進(jìn)電機控制鏡頭變焦環(huán)和聚焦環(huán),通過改變光學(xué)系統(tǒng)中鏡組的位置實現(xiàn)調(diào)焦,并設(shè)計了傳動方案和機械固定結(jié)構(gòu);單片機控制模塊通過設(shè)置五級步距角實現(xiàn)爬山搜索;通過20組實驗測得對應(yīng)的變焦環(huán)和聚焦環(huán)的脈沖數(shù),擬合出物距曲線,得到計算物距的分段函數(shù)。最后根據(jù)測距系統(tǒng)原理說明了測距實驗的過程。(5)通過40組實驗測得系統(tǒng)的相對誤差不超過10%,滿足精確度要求,并且從電機搜索,曲線擬合及人為因素分析了誤差來源;通過5組重復(fù)性試驗測得同一距離的方差最大為2.8117,滿足穩(wěn)定性要求;結(jié)果證明了該測距系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S379.3;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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8 馮春;吳洪濤;陳柏;喬兵;;追蹤與目標(biāo)航天器相對位姿參數(shù)四元數(shù)的解析算法[J];中國機械工程;2013年12期

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10 趙宗瓊;閆學(xué)文;;基于GEC2410的嵌入式圖像監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J];工業(yè)控制計算機;2012年09期

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本文編號：2789075