大件货物远程图像监控及道路通过性离线测量方法的研究

摘要

近年来，随着我国电力、能源和化工等一些大型的工业项目的发展，往往需要将项目所需的一些大型设备或者物件(即大件货物)无损地从生产地运输到目的地。但是由于这些大件货物的结构独特性，在运输时如果遇到一些桥洞、交叉口、收费站等屏障，可能会对大件货物运输车辆的顺利通行有一定的影响，导致大件货物无法安全抵达。
　　 现阶段可以通过开发的“公路大件运输计算机决策系统”软件来计算大件车辆的牵引力、挂车承受能力，但是对大件运输车辆的通过性研究不多，目前判断车辆能否顺利通行各种道路屏障，主要是依靠驾驶员的经验，所以一旦驾驶员判断有误，便会导致车辆被道路屏障卡住，不能顺利通行。
　　 因此，本文提出一种大件货物远程图像监控及其道路通过性离线测量方法，主要是对大件运输车辆在桥洞、收费站等屏障处的通过性进行研究，首先是利用远程图像监控技术对远程桥洞、收费站等屏障的图像信息进行采集、传输以及后台存储和显示，再根据透射投影技术对后台存储的图像信息进行分析和判断，得出桥洞等屏障的高度和宽度信息，确保过往的大件车辆能够顺利通行。
　　 首先研究了远程图像监控系统车载终端，这部分主要是对远程的桥洞、交叉口等屏障的图像信息进行采集、传输；图像采集模块采集到图像信息，经微处理器处理和打包后，存储在数据缓存区，再通过控制GPRS通信模快将数据信息传输到网络。
　　 其次研究了远程图像监控系统控制端，其中控制端的中心服务器主要对接收的图像数据进行解析、存储；而控制端的客户端软件则向车载摄像头发送拍照指令，以及对监控中心服务器进行访问，显示拍摄的图像。
　　 最后对大件车辆的道路通过性进行了研究，主要是希望对后台接收到的桥洞、收费站等道路屏障图像进行测量，得到桥洞、收费站等的高度。首先通过摄像机透视投影技术，得到二维图像坐标系和三维场景之间的对应关系式以及图像某处比例系数k的表达式，再用这个比例系数k乘以图像此处桥洞等的高度像素值，就可以得到桥洞等的高度。特别考虑了车辆在颠簸情况下，车载摄像机角度和高度等参数变化对比例系数k的影响，以及比例系数k变化对测量结果的影响，并对此进行了修正。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪 论

1.1 本课题的研究背景

1.2 大件运输与车辆图像监控系统研究现状

1.2.1 大件运输国内外研究现状

1.2.2 车辆图像监控系统的发展及国内外研究现状

1.3 主要研究内容和论文结构

第2章 车辆远程图像监控系统及相关技术

2.1 图像监控系统的总体构成

2.2 图像监控系统的基本功能

2.3 系统开发中的相关技术和原理

2.3.1 图像传感器技术

2.3.2 图像数据传输技术

2.3.3 Sockets编程

2.3.4 摄像机透视投影模型

第3章 远程图像监控系统车载终端设计

3.1 车载终端的总体方案设计

3.2 车载监控终端的硬件设计

3.2.1 图像采集模块

3.2.2 MC55通信模块

3.2.3 嵌入式微处理器模块

3.3 车载监控终端的软件设计

3.3.1 图像压缩

3.3.2 网络传输协议

3.4 车载终端集成

3.5 本章小结

第4章 远程图像监控系统控制端的设计

4.1 控制端总体结构设计

4.2 控制端的服务器单元设计

4.2.1 数据库设计

4.2.2 中心服务器与车载终端的通信协议

4.2.3 图像解析

4.3 控制端的客户端单元设计

4.3.1 客户端工作流程

4.3.2 客户端功能

4.4 大件货物道路通过性测量方法研究

4.4.1 总体研究思路

4.4.2 比例系数的标定

4.4.3 车辆颠簸对测量标定的影响

4.4.4 模型建立和算法推导

4.5 本章小结

第5章 系统运行结果及实验数据分析

5.1 系统测试平台和设备

5.1.1 系统测试平台

5.1.2 系统测试设备

5.2 系统运行结果

5.2.1 实时图像拍摄控制

5.2.2 监控终端浏览历史图片

5.3 实验测量及结果仿真分析

5.3.1 实验设备和场景

5.3.2 实验测量步骤

5.3.3 实验结果仿真及分析

5.4 本章小结

第6章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文与参加的科研项目