| 【中文题名】 | 基于视觉分析的淤积河道流量测量方法的研究 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-4-12 |
| 【中关键词】 | 淤积河道,计算机视觉,流量测量,视觉分析,监控系统, |
| 【英关键词】 | Silted channel,Computer vision,Flow measurement,Vision analyse,Surveillance and Control System, |
| 【分类导航】 | 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> |
| 【论文摘要】 | 传统的河道侧流方法大部分是依靠测流船、铅鱼等设备通过人工定时读取流道进、出口处水尺得到水位值，然后通过查有关河道形状、流态等参数对应的曲线取修正参数后，借助于经验公式，通过计算得到流量值。这种方法不仅费时费力，不能连续或实时计量，而且其准确性也受到人为因素等影响。尤其是对于像黄河这种多泥沙河流，由于受到淤积情况的影响，其引水渠道河底形成淤积，渠道底面形成不规则的形状，往往得不到较为理想的流量曲线，进而影响测量结果，用传统的测流方法无法完成全自动测流。本文针对这一情况，提出了一种计算机自动视觉和测流铅鱼相结合的流量测量的新方法，解决了淤积河道无法全自动测流的问题。利用计算机视觉在子像素分辨率下自动分析河水表面的宽度，控制铅鱼沿横向进行多点的水深和流速的测量，从而得到淤积河道河水横断面的形状，依此计算河水的瞬时流量。该方法已经在黄河引水河道中得到了成功的应用，应用结果表明了该方法的有效性。
本文以位山引黄涵闸为实例，介绍基于视觉分析的淤积河道流量测量新方法。系统地介绍了本课题的的设计思想、硬件构成和软件实现，其中重点叙述对视觉图像的分析和处理。首先根据河边图像的特点，采用迭代阈值法对图像进行二值化... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
7-8 |
|
ABSTRACT |
8-10 |
|
第一章 引言 |
10-16 |
|
1.1 研究的背景及意义 |
10-11 |
|
1.2 研究的目的及现状 |
11 |
|
1.3 位山闸远程监控调度系统概述 |
11-14 |
|
1.4 本文的主要研究内容 |
14-16 |
|
第二章 自动测流系统概述 |
16-19 |
|
2.1 流量测量综述 |
16 |
|
2.2 流速仪及缆道车工作原理 |
16-17 |
|
2.3 测流系统的构成 |
17-18 |
|
2.4 测流系统的工作方式 |
18 |
|
2.5 自动测流系统的主要技术路线 |
18-19 |
|
第三章 河面宽度的视觉分析方法 |
19-30 |
|
3.1 计算机视觉与图像处理概述 |
19-20 |
|
3.2 河边图像的特点 |
20-21 |
|
3.3 河边图像的处理方法 |
21-30 |
|
3.3.1 图象预处理 |
22-23 |
|
3.3.2 迭代二值化 |
23-24 |
|
3.3.3 数学形态学运算 |
24-25 |
|
3.3.4 腐蚀 |
25 |
|
3.3.5 膨胀 |
25-26 |
|
3.3.6 开、闭运算 |
26 |
|
3.3.7 边缘的细化处理 |
26 |
|
3.3.8 HOUGH变换线边缘提取 |
26-30 |
|
第四章 流量侧量和计算 |
30-33 |
|
4.1 多点水深和流速的测量 |
30-31 |
|
4.1.1 信号的获取 |
30 |
|
4.1.2 测点布置及测量方法 |
30-31 |
|
4.2 河道流量计算 |
31-33 |
|
第五章 自动测流系统的实现 |
33-44 |
|
5.1 PLC控制部分设计 |
33-36 |
|
5.1.1 PLC的输入输出信号 |
33-34 |
|
5.1.2 行程脉冲信号、水面水底信号和流速信号的获取 |
34 |
|
5.1.3 测点布置及测量方法 |
34-36 |
|
5.2 上位机设计说明 |
36-39 |
|
5.2.1 图像采集、显示和存储 |
36 |
|
5.2.2 河流横截面的更新及显示 |
36-37 |
|
5.2.3 数据库的显示，连接和查询 |
37 |
|
5.2.4 上位机与解码器的通讯及控制云台功能 |
37 |
|
5.2.5上位机与PLC通讯的机理 |
37-39 |
|
5.3 流量计算方法 |
39-44 |
|
第六章 结束语 |
44-45 |
|
参考文献 |
45-47 |
|
致谢 |
47-48 |
|
学位论文评阅及答辩情况表 |
48 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382396 |
