基于魚目標三維信息采集平臺的“類海市蜃樓現(xiàn)象”研究.pdf

1、目前中國工業(yè)和農(nóng)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，各種技術都在日新月異地進步，但伴隨著這些發(fā)展和進步，一些不良影響也逐漸浮現(xiàn)出來，其中水污染的問題尤其令人關心。為解決水污染問題，首先需要對水質(zhì)進行監(jiān)測，確定污染情況。目前最流行的是生物檢測方法，其中利用魚群的生物監(jiān)測方法因其具有實時性好、靈敏度高、綜合效果好的優(yōu)點，成為研究的重點。要利用魚類進行水質(zhì)監(jiān)測，重點是對魚運動行為的跟蹤和定位。本文研究針對的單目魚目標三維信息采集平臺就是一種利用魚類行為對水

2、質(zhì)進行監(jiān)測的系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)主要通過獲取魚目標三維坐標信息，繪制魚目標的行為狀態(tài)和運動軌跡，從而達到利用魚類行為判斷水質(zhì)情況的目的。在該平臺中，發(fā)現(xiàn)了一種奇異的光學現(xiàn)象，稱之為“類海市蜃樓現(xiàn)象”。該現(xiàn)象是海市蜃樓現(xiàn)象的一種極限狀態(tài)，并會對魚類行為信息采集產(chǎn)生很大的影響，因此對該現(xiàn)象的研究十分必要。
　　本文結(jié)合物理學和圖像處理技術，解釋了類海市蜃樓現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，并建立該現(xiàn)象的數(shù)學模型，通過分析該現(xiàn)象的特點，設計了消除該現(xiàn)象影響的

3、算法，優(yōu)化了魚目標三維坐標定位算法，提高了算法的精度和魯棒性。本文的主要工作和成果如下:
　　1.構(gòu)建了“類海市蜃樓現(xiàn)象”的數(shù)學模型。以幾何光學為基礎，結(jié)合成像原理、光的折射和反射原理等分析了類海市蜃樓現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，建立其數(shù)學模型，推導出可能出現(xiàn)類海市蜃樓現(xiàn)象的區(qū)域。實驗表明計算的區(qū)域位置和建立的數(shù)學模型的正確性。
　　2.提出了“類海市蜃樓現(xiàn)象”影響的消除算法。根據(jù)該現(xiàn)象出現(xiàn)的特點和實驗情況，利用圖像處理技術、運動目標檢