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基于图像识别的油泵试验台油量检测系统的研发

作　者: 张啸辰
导　师: 龚元明
学　校: 上海工程技术大学
专　业: 车辆工程
关键词: 喷油泵 油泵试验台 油量检测 图像识别
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要


油泵试验台主要用于校正柴油机喷油泵的喷油特性，目前其喷油量的测量还是通过人工读数的方法实现的，这导致了油泵试验台喷油量读取的效率很低，而且误差很大。本文提出了基于图像识别的油泵试验台油量检测系统，即视感检测系统，它可以实现油泵喷油量读取的自动化，从而提高喷油量读取效率、减小喷油量读取误差。本论文设计和开发了图像识别式油量检测系统，实现其对油泵喷油量的精确采集；采用北京嘉恒中自图像技术有限公司的OK系列AM1310黑白CCD摄像机作为本系统的图像传感器，其高分辨率以及高稳定性能够满足本系统的需要；运用MATLAB对图像处理算法进行仿真测试，从而选取较优的图像处理算法，比较各滤波器对图像滤波后的去噪效果以及滤波算法的执行效率，选择中值滤波法对图像进行预处理;比较各边缘检测算子对图像的处理效果，使用边界信息最丰富的Canny算子对图像中容器边界进行识别，分割出各容器的图像；运用OTUS图像归类分割对容器图像进行处理，分离出容器中有油液的部分和没有油液的部分，识别出容器中燃油液位线，获得容器中液位的高度，从而计算出容器中的油量；改装现有的油泵试验台，安装图像识别式油量检测系统，并且运用LabVIEW编写上位机软件，嵌入图像处理的动态链接库文件，实现工控机对喷油泵试验台的控制、信号采集以及喷油量的检测。基于图像识别的油量检测系统在实验室中多次测试，测试结果表明系统检测到的喷油量与实际的喷油量基本一致，其精度达到小数点后两位，高于人工读数，而且相同油量的检测误差不超过±0.05ml，同时该油量检测系统也实现了油泵试验台喷油量测量的自动化，提高了油量检测的效率，所以图像识别式的油量检测的方法是可靠、稳定、可行的。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-17
  1.1 课题的研究背景和意义  12-13
    1.1.1 课题的研究背景  12
    1.1.2 课题的研究意义  12-13
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  13-15
    1.2.1 油泵试验台喷油量检测系统的研究现状  13-14
    1.2.2 油泵试验台喷油量检测系统的发展趋势  14-15
  1.3 本系统的目标应用场合和要求  15-16
  1.4 本文主要工作  16-17
第二章 油泵试验台喷油量检测系统设计  17-26
  2.1 喷油量检测系统介绍  17-18
  2.2 视感检测系统的实现  18-25
    2.2.1 视感检测流程  18-20
    2.2.2 图像传感器选择  20-23
    2.2.3 图像处理软件设计  23-25
    2.2.4 喷油量计算的数学模型  25
  2.3 本章小结  25-26
第三章 液位图像的预处理分析研究  26-34
  3.1 概述  26
  3.2 图像中的噪声  26-27
    3.2.1 图像噪声的含义和分类  26-27
    3.2.2 图像产生噪声的原因  27
  3.3 图像预处理  27-28
  3.4 图像滤波处理技术  28-33
    3.4.1 常用的滤波方法  28-31
    3.4.2 实验仿真滤波比较  31-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章 图像处理主运算的研究  34-49
  4.1 概述  34
  4.2 图像边缘检测的分析与比较  34-41
    4.2.1 边缘检测常用的算子  35-40
    4.2.2 边缘检测结果分析  40-41
  4.3 灰度图像形态学  41-43
    4.3.1 灰度图像的膨胀与腐蚀  41-42
    4.3.2 灰度图像开、闭运算  42
    4.3.3 形态学处理去除边缘噪声  42-43
  4.4 基于阈值选取的图像分割  43-48
    4.4.1 阈值分割中常用的方法  45-47
    4.4.2 大津法分割图像识别液位  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章 油泵试验台设计  49-60
  5.1 图像识别式喷油泵试验台的构造  49-50
  5.2 图像识别式喷油泵试验台的工作原理  50-51
  5.3 油泵试验台控制实现  51-55
    5.3.1 油温控制  51-52
    5.3.2 电机转速控制  52-54
    5.3.3 挡油板控制  54-55
    5.3.4 喷油次数控制  55
    5.3.5 图像采集控制  55
  5.4 油泵试验台应用软件设计  55-59
    5.4.1 软件功能  56-57
    5.4.2 软件结构  57-58
    5.4.3 软件界面  58-59
  5.5 本章小结  59-60
第六章 实践实验结果  60-63
  6.1 平台搭建  60-61
  6.2 实验结果  61-63
第七章 总结与展望  63-65
  7.1 总结  63
  7.2 展望  63-65
参考文献  65-67
附录  67-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果  71-72
致谢  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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