教学课程资源库 更多>>

关键词： 激光器   光束质量   M2因子   VC++   数字图像处理  

摘要： 自从激光发明以来,已经被广泛地应用于各个领域,如在工业机械加工、高科技武器制导、微细加工、光刻、医疗及其它科学领域。随着激光应用的加深拓展,对激光各方面性能的深入研究及对激光的光束质量评价也提出了更高的要求,在光束质量评价中激光光斑的形状尺寸、M2因子成为越来越重要的参数。因此,如何获得这些参数、合理地评估激光光束质量是一个难题。所以,本文重点在于如何解决这个问题;它的研究具有重大意义。 本论文设计了基于数字图像处理技术的激光光束质量评价系统,主要内容包括以下几方面： 理论上分析了激光高斯光束的基本特性,介绍了几种评价光束质量的常用方法,并分别指出了各种评价方法的适用范围和局限性。详细介绍了描述激光传输特性的M2因子,同时还介绍了与M2因子相关的其它几个参数的测量原理。 设计了一种激光光束质量评价方案,该方案利用CCD相机与数字图像处理技术获得激光在不同传播距离处的光斑尺寸,再通过双曲线拟合获得激光高斯光束的光腰尺寸及远场发散角,从而确定M2因子。 搭建了激光光斑图像采集系统,这个系统包括被测量的激光光源、光学衰减器、CCD相机、图像采集卡和计算机;开发了基于VC++的激光光束质量分析软件。并分别在近场和远场采集一系列光斑,利用开发的软件处理图像,得到M2因子的测量结果;同时采用刀口法测量M2因子,并且对两种方法测量的M2因子进行比较,结果表明该光束质量评价系统的设计是合理的、可行的。 本论文开发的激光光束质量评价系统具有结构简单,操作方便等优点。它能有效地分析和评估光束质量,将被广泛地应用于各个领域。

关键词： 机车轮对   轮对磨耗   在线检测   光电检测   数字图像处理  

摘要： 在整个铁路运行系统中,机车轮对是影响列车安全行使的一个重要因素,尤其是近年来,列车不断提速,车辆运行的安全问题也变得更加突出。轮对状况直接关系到列车的运行安全,对其磨耗参数进行检测是保障行车安全的一项重要措施。 本文阐述了斜射光切法检测轮对磨耗的基本原理,并提出了使用线结构光以及图像传感器在线检测机车轮对磨耗的新方法,分别对轮缘高度、轮缘厚度和轮对内侧距等参数的检测方法进行了分析。 设计了一套机车轮对磨耗参数光电在线检测系统。①设计了机车轮对动态测速装置,仅当机车运行在设定速度范围时,启动后续测量单元。②设计了基于面阵CCD异步复位的在线图像采集装置,包括多相机异步复位触发采集装置、精确延时电路和基于线结构光的轮缘轮廓图像的成像视场设计等。③完成了光电在线检测系统的硬件和软件设计,实现了运行状态下机车轮对轮缘轮廓图像的在线采集、存储和图像处理。 完成了异步复位触发信号实验、实时图像采集及存储实验、在线图像处理实验、以及现场调试等试验。实验结果表明,轮缘高度和轮缘厚度的测量精度达到0.5mm,轮对内侧距的测量精度达到0.2mm,实现了机车轮对磨耗参数的非接触在线检测。

关键词： 数字图像处理   沥青混合料   图像分割   边缘检测   数学形态学   ***  

摘要： 沥青混合料检测技术在沥青路面使用中具有重要的理论意义和实用价值。传统的沥青混合料检测方法多为手工操作方式,程序复杂、费力费时,并且检测结果受人为因素干扰较大。因此将数字图像处理技术应用到沥青混合料检测中是一种智能化的检测方式,具有重要意义。 本文主要研究数字图像处理技术在沥青混合料检测中的应用,分析比较了所用方法的特点,建立了基于***的沥青混合料检测系统。系统的主要功能是对采集到的沥青混合料图像进行处理分析,首先通过图像灰度化、图像增强和图像平滑对沥青混合料图像进行预处理,其次通过图像二值化、数学形态学处理对图像进行分割,分离集料颗粒,最后通过边缘跟踪、对集料颗粒进行特征提取和参数计算。 本文对沥青混合料集料颗粒的几何特征进行了提取,并以集料颗粒的面积计算通过率和筛余量,然后将检测级配与设计级配进行对比分析,得到良好的相关性。同时根据图像中集料、空隙与填料之间的灰度差对其进行识别并计算出各自所占比例。

关键词： 图像处理   伺服控制   ControlLogix   OpenCV  

摘要： 本文针对伺服系统,在研究数字图像处理的基础上,建立了一个基于图像反馈的控制系统.该系统的组成部分主要有图像处理模块,伺服控制系统模块和OPC通信模块三部分。提出了基于USB摄像头的图像处理的方法和流程,为实现系统良好的通信,采用了广泛使用的OPC技术。 图像是通过USB摄像头获得的,基于Windows平台和OpenCV实现。软件中为使得识别有较好的效果,在识别算法之前,首先对摄像头进行了定标以补偿误差,同时还对图像进行了滤波处理以获取更加平滑的图片,消除噪音对识别效果的干扰。识别的目标主要有两个,其一是平台上的迷宫,它的识别以找出的特定像素点的特性为基础进行;另外一个是平台上的物体,即小球,这里对小球的识别有两种方法:基于Hough变化的方法和采用的迭代求解的方法。由于在获取小球的运动信息时候期望能够以尽快地速度进行,所以在实现时候采用了后者。经图像识别,得到迷宫的模型和小球的位置之后,为达到具体的终点,本文采用了Dijkstra算法,其实现上根据迷宫无向图的具体特点,采用了基于横纵两个矩阵的处理方法。 伺服控制系统是硬件上采用Cotrollogix5550 PLC、1756-M08SE多轴伺服控制器、Ultra3000-SE伺服驱动器、Y-1002-2-H型伺服电机构建成一个二自由度的运动控制平台;软件采用Rslinx和Rslogix5000。PLC作为硬件系统的唯一控制器,可以通过一定的控制算法控制伺服电机动作,伺服电机带动运动平台按照不同的方向和角度进行倾斜,进而控制小球在此平台上的运动。OPC通讯模块用于实现图像处理模块与PLC控制程序的数据交互,来实现对小球运动轨迹的实时跟踪。OPC服务器采用Rslinx,OPC客户端是基于WINTECH公司的***上开发。之所以采用OPC方式主要理由在于其扩展性、通用性很强,另外在现有的OPC服务器上开发OPC客户端的方式广泛应用于工业界。

关键词： Mobius变换   图像处理   陈-Mobius通信系统   Matlab仿真  

摘要： 应用以Mobius变换为基础的Chen-Mobius通信系统的调制解调思想作为图像转换处理的方法,把数字信号作为调制载波信号,在接收端用与数字信号相正交的Chen-Mobius逆变换函数族进行同步相干解调.以数字图像信号波形作为原始输入信号分别通过传统通信系统和Chen-Mobius通信系统进行计算机仿真比较,结果表明:Chen-Mobius通信系统具有抗强噪声的性能,在噪声中可以很好地恢复图像信号,其还原成数字图像效果优于传统通信系统.

关键词： 数字图像处理   人工智能   模式识别   神经网络   模糊集理论  

摘要： 随着社会的发展,智能信息处理正朝着生物智能方向发展,国际上关于这方面的研究正注意几个结合:神经网络与模糊系统和进化计算的结合;神经网络与模糊及混沌三者的结合;神经网络与近代信号处理方法分形等的结合,以更有效地模拟人脑的思维机制,使人工智能导向生物智能。 基于计算机的图像模式识别技术是计算机应用技术的重要组成部分。随着数字图像处理技术、模式识别技术的迅速发展,图像模式识别技术在工业、农业、国防、科学研究和医学等各方面得到了更加全面的应用。 对公共设施定期进行安全检测是控制产品质量、保证设施安全运行的重要手段。为了尽可能减少人为因素对检测造成的不利影响,提高检测结果的可靠性,开发自动化检测技术是解决问题的一种有效方式。在公路、桥梁等设施表面质量检测中利用图像识别技术对目标图像进行自动检测,对表面受损情况进行判别已成为检测自动化的关键环节。 本论文简单介绍了图像处理技术及其新的发展趋势,着重于对图像识别技术及新的发展进行了阐述,并结合具体的公共设施图像,应用了不同的识别方法对图像进行识别处理,在传统方法的基础上进行了改进,并通过Matlab软件进行仿真处理,对识别方法进行了分析和比较,加深了对智能识别技术在图像处理中的应用的了解。

关键词： DSP   数字图像处理   沥青路面   裂缝   路面检测  

摘要： 沥青路面裂缝是高速公路路面的主要病害之一,裂缝的检测是公路养护的重要工作之一。对于裂缝信息的检测,传统的人工检测和基于PC机通用CPU检测裂缝的方法难以满足大规模路网检测对时效性的要求。由于沥青路面图像包含的信息内容复杂,图像数据量的不断增加等因素,使得现在已经产品化的基于激光测距和数字图像处理的多功能路面智能检测车的检测结果难以完全满足实际需求。基于DSP(Digital Signal Processor)技术和数字图像处理技术的沥青路面图像处理系统就是以更快速,更准确,更经济高效的检测路面为目标而开发设计的。 该检测系统将DSP技术引入到沥青路面的检测中,采用基于TI的TMS320C6416微处理芯片来实现对沥青路面裂缝图像的处理研究,并开发设计相应的处理系统。沥青路面图像中除了包含有我们需要的路面信息外,可能还包含了图像噪声(比如路面油迹、各种杂物等)、破损路面(比如裂纹、坑槽等)、另外还易受光照、天气等其他因素的干扰。本文综合考虑沥青路面图像和DSP特点,在DSP上实现沥青路面图像的处理,并对其进行优化。 在DSP图像数据处理中,采用存储路面图像纯灰度数据的方式,降低了DSP后续处理的数据量;采用两次滤波加图像二值化分割的强化滤波方法,实现了对沥青路面图像裂缝信息的增强处理,采用边缘检测和采用增强的迭代图像进行阈值分割,完成了对裂缝的面积,周长,类型,长度,平均宽度,裂缝的百分比等主要参数的提取。 此外,本文还对DSP程序进行了优化。优化不仅包括C6000编译器调用优化、软件流水优化等纯代码级别性能的优化,还完成了程序结构的优化(包括可扩展性,清晰性和可移植性等优化处理)。程序结构的优化对于后续代码的开发维护工作非常重要,并且易于实现。这些优化使得系统的性能有了明显的提高,并且研究实现的算法易于移植到其他图像处理平台上。 本文研究的检测系统可应用于沥青路面裂缝的自动检测,并且能够为公路管理和养护部门的决策提供科学客观的路面检测的基础数据支持。

关键词： 非接触式温度测量   CCD图像传感器   比色测温法   数字图像处理   LabVIEW   状态机  

摘要： 在汽轮机叶片焊接过程中,温度的测量是至关重要的。焊接温度既是确保产品质量的依据,又是实现生产过程自动控制、决策优化的基本条件,然而由于焊接过程工艺复杂、环境恶劣,使得现有的高温测量技术对焊接温度场难以实现实时在线测量,因此急需研制出一种能简单、方便、快速地测量焊接温度场的测温仪器。 近年来,随着光电技术、计算机技术和数字图像处理技术的发展,基于彩色CCD图像传感器的非接触式测温技术因其具有独特的优点而成为高温检测领域的研究热点之一。本文根据热辐射学理论和彩色CCD成像理论,研究了温度场测量方法,详细论述了CCD输出信号与辐射体温度的关系。针对目前该测温方法测量精度不高的问题,分析了彩色CCD比色测温法主要的误差来源和校正方法。在研究了测温系统中所需设备的结构和功能之后,提出了测温系统中各设备选型应满足的条件,设计了基于彩色CCD图像传感器的非接触测温系统。文中着重研究了彩色CCD摄像机各种性能对温度测量的影响及其处理方法。该项研究和分析对避免或减少因CCD摄像机本身所导致的某些测温误差有重大的意义。软件部分主要是利用LabVIEW开发平台编写了一套基于状态机设计模式的焊接温度测量系统应用软件,该软件具备如下功能:能够实现对热像图选定区域的温度场伪彩色显示和直方图分析,同时可使用鼠标指定热像图上任意点显示该点温度值,温度异常时发出报警等功能。

关键词： 工作过程   系统化   数字图像处理   课程改革  

摘要： 本文从课程培养的目标和改革的思路出发,对课程的设计理念、设计内容以及教学方法进行了阐述.通过基于工作过程系统化的改革,本课程在教学上取得了一定的成绩.

关键词： 激光三角法   CCD   数字图像处理   DSP  

摘要： 目前国内外已经研究出了多种非接触式三维轮廓的测量方法,在这些方法中激光三角法由于结构简单、测量速度快、具有实时处理能力、使用灵活、适应力强,已在机器人视觉、实物仿形、自动加工、工业检测等领域得到广泛的应用。 本文针对轮胎表面的特点,采用激光三角法测量方案,实现对轮胎表面形貌的测量。本文对系统的组成及测试原理、系统结构、系统的数学模型、系统的误差进行了介绍和分析。在数据处理过程中,通过对采集到的轮胎表面图像进行实验,选择了维纳滤波对图像进行了预处理,并通过最小二乘法,提取结构光中心线等数字图像处理技术,提高了系统的测量精度。 为了满足工业应用的需求,本文提出一种图像处理系统,该图像处理系统在数字信号处理器(DSP)的控制下,不借助任何微机系统即可完成对图像的采集、转换、处理以及显示等相关工作,该系统具有体积小、成本低、工作可靠等优点,特别适合于工业现场的使用。