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基于图像处理的汽车轮速检测系统研究
| 论文题名： | 基于图像处理的汽车轮速检测系统研究 |
| 关键词： | 工业相机;图像处理;汽车轮速;检测系统;制动系统 |
| 摘要： | 轮速是汽车防抱死制动系统(ABS)、汽车动态控制系统(VDC)及汽车电子稳定程序(ESP)等众多控制系统中的重要信息源。精准的轮速信息是这些控制系统稳定、有效工作的前提。因此，如何获取到精准可靠的轮速信息具有重要意义。然而，在汽车道路性能测试中，传统的轮速采集依靠轮速传感器。要实现轮速传感器的安装需要根据车型的不同配备多种型号的安装工具，这种方法不仅安装工序复杂、效率低，而且通用性很差。因此，开发一套可靠性高、通用性强、便于安装的轮速检测系统显得尤为重要。 本文提出了一种基于图像处理的汽车轮速检测系统。通过对系统特点进行深入地分析研究，设计了系统整体方案。系统采用CCD工业相机实时拍摄贴有特征线的车轮图像，并将采集到的图像实时发送至上位机；利用图像处理技术对采集到的图像进行预处理和特征线提取；通过曲线拟合求出连续两帧图像特征线之间的夹角，解算出汽车轮速。 首先，分析研究了系统各部分的处理算法。在图像预处理部分，主要对图像灰度化、图像压缩、图像增强、图像差分及滤波等算法进行深入地分析，并对比了不同算法的优缺点和执行时间。结合系统中图像的特点对部分算法进行优化改进，设计了改进的图像差分和图像增强算法。在特征线提取部分，主要分析研究了边缘检测算法和腐蚀膨胀算法，并对六种边缘检测算法的检测结果和执行时间进行分析对比，最终选用小波边缘检测算法提取特征线。通过图像处理，得到了仅含有特征线轮廓的差分图像，并且特征线的轮廓很清晰。在轮速解算部分，采用基于最小二乘法的轮速解算方法，实现了图像信息到汽车轮速的转换。 其次，完成了系统硬件平台搭建和系统软件部分设计。论文中对系统所需的硬件设备选型做了详细介绍，包括CCD相机、镜头、光源、特征线等。然后，对各功能模块进行软件设计，实现了图像采集、图像处理、轮速解算、轮速显示、保存及导入等功能。 最后，进行实车试验，并分析系统存在的误差。试验结果表明，基于图像处理的汽车轮速检测系统不仅解决了传统汽车轮速检测中存在的缺陷和不足，而且能够精确、实时地完成汽车轮速的采集，符合汽车性能检测的要求。 |
| 作者： | 刘克燕 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 赵书尚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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