當前的常規(guī)理化式水質監(jiān)測不能對水中含有的未知有毒物質進行監(jiān)測，也不能對幾種污染物的聯(lián)合毒性進行監(jiān)測.生物式水質監(jiān)測方法克服了理化監(jiān)測的局限性，具有良好的實際應用前景。本文在前人研究的基礎上，應用計算機視覺和視頻跟蹤技術，通過對斑馬魚活動軌跡的跟蹤和各項運動指標的分析，實現(xiàn)水質監(jiān)測的目的。 本論文主要進行了以下幾個方面的研究工作： 1.研究了以斑馬魚為受試生物的生物式水質監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)設計。提出了生物式水質監(jiān)測系統(tǒng)的需求分析，研究了水質監(jiān)測系統(tǒng)的整體設計目標和整體功能區(qū)劃，研究了水質監(jiān)測系統(tǒng)在機械層、電子層和軟件層等層面的設計與實現(xiàn)。 2.研究了水質監(jiān)測系統(tǒng)中用到的視頻跟蹤和濾波技術。分析了幾種主流的視頻跟蹤方法，提出了適于水下魚類跟蹤的目標跟蹤方法。論文還研究了應用卡爾曼濾波對跟蹤的搜索范圍進行縮小的方法，并結合水下魚類跟蹤的具體特點，對卡爾曼濾波器的參數(shù)進行了重新設置，提高了跟蹤算法的效率。 3.研究了以行為指標變化為核心的水質綜合預警技術，根據污染物投放和魚行為變化的對應關系，提出了平均速度、平均高度、平均距離、活魚條數(shù)“四位一體”的水質監(jiān)測綜合預警體系，并把亨克利統(tǒng)計算法應用于魚...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 水質監(jiān)測技術發(fā)展概況
        1.2.1 水質檢測技術的歷史演變
        1.2.2 常規(guī)水質監(jiān)測技術的分類
        1.2.3 常規(guī)水質監(jiān)測技術的局限性
    1.3 研究意義和研究內容
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內容
    1.4 本文的內容安排
第2章 生物水質監(jiān)測的原理及方法
    2.1 生物監(jiān)測的原理及特點
        2.1.1 行為生態(tài)學原理
        2.1.2 生物的環(huán)境壓力模型
        2.1.3 生物監(jiān)測的特點
    2.2 生物監(jiān)測的方法簡述
        2.2.1 細菌監(jiān)測
        2.2.2 藻類監(jiān)測
        2.2.3 水蚤監(jiān)測
        2.2.4 魚類監(jiān)測
        2.2.5 其他生物檢測
    2.3 魚類在水質監(jiān)測中的應用
        2.3.1 污染物對魚的影響
        2.3.2 魚類水質監(jiān)測的研究概況
第3章 生物水質監(jiān)測的系統(tǒng)分析與設 計
    3.1 水質監(jiān)測系統(tǒng)設計的需求分析
    3.2 水質監(jiān)測系統(tǒng)的設計目標
        3.2.1 全程覆蓋
        3.2.2 便于識別
        3.2.3 全自動控制
        3.2.4 實時處理
        3.2.5 預警準確
    3.3 水質監(jiān)測系統(tǒng)的功能區(qū)劃
    3.4 水質監(jiān)測系統(tǒng)的機械層設計
    3.5 水質監(jiān)測系統(tǒng)的電子層設計
        3.5.1 傳感器設計
        3.5.2 控制與執(zhí)行設計
    3.6 水質監(jiān)測系統(tǒng)的軟件層視頻處理部分的設計
        3.6.1 視頻處理程序的流程
        3.6.2 視頻處理程序的結構
第4章 水質監(jiān)測系統(tǒng)中視頻跟蹤技術的研究
    4.1 視頻跟蹤的難點
    4.2 主要視頻跟蹤技術簡述
    4.3 斑馬魚跟蹤算法實現(xiàn)
    4.4 卡爾曼濾波技術簡述
    4.5 斑馬魚濾波算法實現(xiàn)
        4.5.1 應用情形簡述
        4.5.2 運動特征的選取
        4.5.3 濾波參數(shù)的設置
        4.5.4 濾波跟蹤的流程
    4.6 算法驗證與分析
第5章 水質監(jiān)測系統(tǒng)中水質預警技術的研究
    5.1 運動指標計算
        5.1.1 平均速度
        5.1.2 平均高度
        5.1.3 平均距離
    5.2 指標預警研究
        5.2.1 亨克利預警的具體內容
        5.2.2 亨克利報警的理論基礎
    5.3 實驗結果驗證
        5.3.1 實驗步驟
        5.3.2 結果分析
        5.3.3 行為生物學解釋
第6章 總結與展望
    6.1 論文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3836284