【摘要】：在中國制造2025背景下,家電行業(yè)向數(shù)字化、信息化、智能化轉(zhuǎn)型升級。本文所述液位檢測系統(tǒng)在飲水機原有功能基礎(chǔ)上,采用機器視覺液位檢測方法,實現(xiàn)取水杯自動加水、杯滿停水功能,提供更加便捷的取水方式。系統(tǒng)可在常見立式與臺式飲水機上應用,適應高度75毫米至150毫米之間透明與非透明材質(zhì)取水杯。主要研究內(nèi)容如下:1.在對液位檢測系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進行充分調(diào)研前提下,借鑒其中可行解決方案,并依據(jù)系統(tǒng)功能要求及相關(guān)指標,完成對飲水機取水杯液位檢測系統(tǒng)整體設(shè)計與硬件選型。2.針對基于機器視覺的飲水機取水杯液位檢測系統(tǒng)所用關(guān)鍵技術(shù),將系統(tǒng)算法分為四部分:取水杯區(qū)域信息提取、取水杯放置檢測、液面特征提取與液位檢測控制算法。并分別進行深入研究。針對取水杯區(qū)域信息提取需求,對圖像濾波、邊緣檢測、閾值分割、Hough變換及其改進算法與直接搜索算法進行討論;針對取水杯放置檢測需求,提出一種幀間差法與背景差法相結(jié)合的解決方案,進行自適應背景更新,應對光照環(huán)境變化;針對液面特征提取需求,使用背景差法與直方圖均衡化增強液面對比度;針對根據(jù)當前液位高度控制飲水機在加水狀態(tài)、停水狀態(tài)間切換需求,依據(jù)液位處于加水狀態(tài)與停水狀態(tài)不同特征提出動態(tài)檢測與靜態(tài)檢測相結(jié)合的液位檢測控制算法。3.敘述飲水機取水杯液位檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及實際安裝方式,詳細分析系統(tǒng)硬件與軟件構(gòu)成。通過對高,中,低,透明與非透明六支典型取水杯進行測試,觀察軟件各部分算法實驗結(jié)果并分析系統(tǒng)性能與適應性。實驗結(jié)果表明本文所設(shè)計液位檢測裝置可適應對常用取水杯液位檢測,具有較高應用價值。本文所述液位檢測系統(tǒng)創(chuàng)新的將機器視覺技術(shù)應用在飲水機平臺液位檢測系統(tǒng)中,通過將圖像傳感器所采集圖像經(jīng)各步驟算法處理后獲取液位高度信息,進而控制飲水機開水與停水狀態(tài)。并在進行理論分析后,通過實驗驗證了液位檢測系統(tǒng)可行性。系統(tǒng)為飲水機賦予智能化,并對新一代飲水機取水方式進行了重新定義。
【圖文】：

圖 1-1 臺式與立式飲水機液位檢測系統(tǒng)經(jīng)改造后可在臺式與立式飲水機平臺上應用飲用安全性考慮需使用非接觸式檢測；應考慮需實現(xiàn)實時檢測，不能出現(xiàn)取水杯加水溢出情況；同類型取水杯，如大體可分為高，中，低，透明與非透明水杯不同擺放位置，液位檢測系統(tǒng)需具有一定的自適應性用液位檢測方案為使用超聲波對液位高度進行測量，但在生裝置射出后為放射狀，在遠距離處檢測面大，因此在窄位檢測易受杯壁干擾，導致檢測不準確。因此需要使用基基于機器視覺的液位檢測方案通過分析圖像中取水杯與液取水杯杯口高度，由此實現(xiàn)飲水機自動接水、水滿自動停對高，，中，低，透明與非透明各類取水杯在左，中，右三

第二章 液位檢測系統(tǒng)總體設(shè)計與選型相關(guān)分析處理。因此，圖像采集方案選擇效果。下面對圖像采集方案中圖像傳感器型圖像獲取，主要分為兩種不同的成像方式 CMOS(Complementary Metal-oxide Semi 2-3 所示，其中左邊為 CCD 傳感器，右將光能轉(zhuǎn)化為電信號。不同在于其信號轉(zhuǎn)研究。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM925.5;TP212.9;TP391.41

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本文編號：2667349