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基于数字图像处理的液位检测

作　者: 赵洪圣
导　师: 郭继昌
学　校: 天津大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 液位检测图像处理匹配曲线拟合
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前液位自动检测的方法多种多样,如差压式液位测量、浮体式液位测量、声波液位测量、电容式液位测量等,在不同的环境下有着不同的应用。某科研单位为了在实验环境下模拟潮汐运动,需要建立高精度的自动液位检测系统。本文针对这一特定的应用提出了一套基于数字图像处理的非接触式液位自动检测方案。该技术基于图像处理的方法,为水位自动检测提供了新的思路丰,富了图像处理内容。本文解决的关键技术问题和提出的方法有:(1)针对具体应用对象,规划、设计了液位自动检测系统的整体结构。(2)提出了基于数字图像处理的液位自动检测新方法。为了实现高精度的液位自动检测,对CCD采集的水位计视频进行了一系列处理,包括视频帧提取、滤波去噪、目标边缘检测、液位线定位、模板匹配和曲线拟合实现液位线精确检测等方法。最终实现了AVI视频文件的编解码、液位自动检测和结果输出等功能。本文提出的液位自动检测方法已经在Visual Studio 2005平台上编程实现,经过实验证明,能够实时的检测水位计中的液位,检测误差在0.2mm以内,系统运行稳定,能够克服在一定范围内的光照变化影响。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 本文的研究内容  8-9
  1.3 章节安排  9-10
第二章系统硬件结构介绍  10-15
  2.1 水位计硬件结构  10-13
  2.2 技术参数  13
  2.3 CCD摄像头工作原理  13-14
  2.4 本章小结  14-15
第三章液面检测中的图像处理算法  15-44
  3.1 图像预处理  15-25
    3.1.1 基本灰度变换  15-16
    3.1.2 直方图处理  16-17
    3.1.3 用算术/逻辑操作处理  17-18
    3.1.4 空间滤波器  18-25
  3.2 边缘检测与图像分割  25-38
    3.2.1 灰度阈值分割技术  25-28
    3.2.2 边缘检测  28-36
    3.2.3 带方向的边缘检测  36-38
  3.3 图像匹配  38-44
    3.3.1 模板匹配  39-41
    3.3.2 目标匹配  41-44
第四章系统功能实现  44-58
  4.1 AVI视频编解码  44-48
  4.2 水位计图像分离  48-50
  4.3 定位液面  50-52
  4.4 粗定位  52-54
    4.4.1 读厘米刻度  52-54
    4.4.2 读毫米刻度  54
  4.5 精确定位  54-57
  4.6 本章小结  57-58
第五章总结  58-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
附录A  62-65

基于数字图像处理的液位检测

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