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基于机器视觉的体积测量系统研究
| 论文题名： | 基于机器视觉的体积测量系统研究 |
| 关键词： | 机器视觉;车辆载货;图像处理;光电体积测量系统 |
| 摘要： | “绿色通道”是国家提出的一项惠民利农的政策，但在政策实施的同时，出现了一些假冒“绿色通道”的车辆，逃避正常规费，搅乱了正常的通行秩序。目前常用的检测方法还是人工检测，既增加了人力成本，又影响了通行效率。这就需要技术手段来完成对通行车辆的检测，完善机电收费系统，这对绿色通道政策的长期实施有重要的现实意义。 针对以上需求，本文提出了一种比重法检测系统，该系统是根据货车载重、货物体积和货物密度之间的对比关系，通过计算分析判别所载货物和申报货物之间的相符性。完整的比重法检测系统是由称重检测系统、光电体积测量系统、车牌识别系统三部分组成。而光电体积测量系统是该系统的核心部分，本文将重点讨论光电体积测量系统。 随着计算机图像处理和光电技术等相关学科的快速发展，机器视觉测量技术在工业测量中得到了广泛的应用，它是利用CCD摄像机为图像传感器，结合图像处理等技术来完成非接触式测量。光电体积测量系统正是基于机器视觉测量技术设计的，采用了结构光测量的方法，结构光测量方法的基本原理是通过结构光投射器向被测物体的表面投射结构光的图样，然后获得由于物体高度变化而产生的变形图像，从而实现物体的三维轮廓测量。本测量系统是利用安装在车道正上方的摄像机、激光器进行车厢顶面的拍摄和测量；并利用安装在车道侧方的CCD摄像机、激光器配合光电传感器进行车辆长度的测量。通过HALCON软件处理，得到车辆的有效载货体积。 本文首先从机器视觉测量系统的基本理论出发，对光电体积测量系统进行了总体的设计。通过对现有的摄像机标定方法进行比较分析，结合现场的实际情况和项目需求提出了本体积测量系统的标定方法—基于HALCON软件的摄像机标定。然后对CCD摄像机拍摄到的激光条纹进行平滑处理、二值化处理、细化处理等，再经过曲线拟合的方法，将其还原到实际的三维测量数据。在分析数学理论的基础上，提出了两种求解不规则图形的截面面积的方法；结合本系统，详细地对车厢长度的测量进行了设计分析。最后分析了体积测量系统的实现，包括硬件安装和软件工作流程，并对现场测试的实验数据以及系统产生的误差进行了分析。 绿色通道车辆检测是个复杂过程，需要结合多种手段才能提高检测的精度，比重法检测是绿色通道车辆检测的一部分。光电体积测量系统对车辆检测来说是创新的成果，当前的系统工程化程度还不高，需要积累大量的实验数据，设法从中寻找更具备检测判断作用的统计规律或关系因素，不断改进检测算法以提高其检测精度。 |
| 作者： | 闫霞 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 牛建强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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