基于視頻處理技術(shù)的轉(zhuǎn)速測(cè)量與監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，經(jīng)常會(huì)涉及到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量，并要求轉(zhuǎn)速測(cè)量的實(shí)時(shí)性與正確性。轉(zhuǎn)速的檢測(cè)與控制在工業(yè)過程的實(shí)時(shí)控制中也占有很大的比重，它對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響，在發(fā)電機(jī)的應(yīng)用中，電機(jī)轉(zhuǎn)速是判斷電機(jī)運(yùn)行狀況的重要標(biāo)志之一。傳統(tǒng)的測(cè)量轉(zhuǎn)速方法有機(jī)械式轉(zhuǎn)速測(cè)量方法、磁電式方法、振動(dòng)測(cè)速方法和光電式方法等。但都是以單片機(jī)和傳感器為核心，致使用戶界面不夠友好，而且采用這些測(cè)量方法的測(cè)速儀表不便于與計(jì)算機(jī)通訊，而且受到計(jì)算機(jī)通訊端口數(shù)目的

2、限制。
　　 本文以軟件為核心，將數(shù)字圖像處理技術(shù)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量中，設(shè)計(jì)了與背景顏色有較大的反差的矩形旋轉(zhuǎn)標(biāo)志物，便于后期的圖像處理，結(jié)合PC機(jī)和普通USB攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像采集系統(tǒng)，提出了一種非接觸式轉(zhuǎn)速測(cè)量的新方法。只需累積被測(cè)物體上輔助標(biāo)志在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下相鄰兩幀旋轉(zhuǎn)矢量之間的夾角，便可得到平均轉(zhuǎn)速。
　　 而轉(zhuǎn)角測(cè)量的精度直接影響了轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度，因此，本文重點(diǎn)研究了轉(zhuǎn)角測(cè)量的方法。為了測(cè)量轉(zhuǎn)角，對(duì)旋轉(zhuǎn)體在空間坐標(biāo)系中的關(guān)

3、系進(jìn)行了研究，并建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速測(cè)量模型?，F(xiàn)代科學(xué)實(shí)現(xiàn)小角度的測(cè)量已經(jīng)不是難題了，但這都是以復(fù)雜精密的機(jī)械結(jié)構(gòu)為代價(jià)的，而且這些角度無方向性可言。本文使用USB攝像頭和PC機(jī)采集并處理圖像，利用幾何矢量法求取兩幀之間旋轉(zhuǎn)角度，這樣不僅省卻了機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且也減少了人為操作產(chǎn)生的誤差，為實(shí)現(xiàn)智能化角度測(cè)量提供了可能。只要現(xiàn)場光照條件合適，就可以被應(yīng)用，因此有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 上述圖像采集及處理、特征向量提取、數(shù)據(jù)分析及輸出都

4、采用VC++6.0編寫完成，實(shí)現(xiàn)了算法的效率，可擴(kuò)展性強(qiáng)，適用于普通的計(jì)算機(jī)測(cè)控應(yīng)用。
　　 本文非接觸式檢測(cè)方法避免了傳統(tǒng)接觸式方法因機(jī)械磨損、打滑、振動(dòng)等帶來的誤差。無污染、無損傷，可用于電子檢測(cè)和工業(yè)控制中作轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角快速而精確測(cè)量。隨著CCD技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種限制因素的影響必將越來越小，測(cè)量轉(zhuǎn)速上限為1200r/min～1500r/min都能得到精確測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)表明該方法用于測(cè)量分析物體的轉(zhuǎn)速具有較高的精度，抗干擾