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文檔簡介
1、智能化糧庫監(jiān)測系統(tǒng)可以對糧庫進行計量,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焦的智能化糧庫監(jiān)測裝置。在自動調焦的基礎上,根據(jù)正焦狀態(tài)的系統(tǒng)參數(shù)擬合的函數(shù)進行測距,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:
?。?)對比了五種計量技術,選取適用糧庫靜態(tài)環(huán)境的基于測距傳感技術的計量法;介紹了基于圖像處理的自動調焦技術原理和方法。
(2)在自動調焦原理的基礎
2、上提出了糧庫測距系統(tǒng)的原理。分析了光學成像系統(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)自動調焦;在聚焦深度法的基礎上提出了測距系統(tǒng)的改進步驟。
(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鍵步驟。介紹了圖像清晰度計算的預處理方法,即彩色圖像轉換為灰度圖像;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
3、高、魯棒性和實時性五個標準,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)準確性、計算量、可行性等標準,選擇爬山搜索算法;針對爬山搜索法在實際應用中搜索速度和精度降低的問題,提出了設置合理的調焦步長的優(yōu)化方法,保證了系統(tǒng)測距的速度和精確度。
?。?)設計了基于自動調焦的糧庫監(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。分別設計了系統(tǒng)的五個模塊,圖像采集模塊選取USB攝像
4、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電機控制鏡頭變焦環(huán)和聚焦環(huán),通過改變光學系統(tǒng)中鏡組的位置實現(xiàn)調焦,并設計了傳動方案和機械固定結構;單片機控制模塊通過設置五級步距角實現(xiàn)爬山搜索;通過20組實驗測得對應的變焦環(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。
?。?)通過40組實驗測得系統(tǒng)的相對誤差不超過10%
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