固态流体流速摄影测量系统的研究与开发

摘要

固态流体的流速是很多工业系统中的重要参数，但一直缺乏简单有效的测量方法，因此对其进行研究具有重要的实际意义。近景摄影测量技术和数字图像处理技术的迅速发展使得研究一种非接触式的方便实用的测量方法成为可能。
　　 论文简述了国内外流体测量技术的现状和发展状况，提出了一种基于近景摄影测量技术和模板匹配的固态流体流速的测量方法;利用直接线性变换法来进行物像坐标转换，通过对现场流体表面布设矩形，然后对其摄影图像的四个角点进行识别来解算直接线性变换法中的l系数;将自适应遗传算法和模拟退火算法相结合，提出了一种混合遗传算法，并应用于图像模板匹配，实际应用表明，该算法克服了传统遗传算法早熟、容易陷入局部最优值等缺点，提高了模板匹配的准确性和实时性;采用嵌入式平台实现现场图像采集和传输，搭建了该平台的软件开发环境，开发了现场图像采集和传输的应用软件;在上位机应用VC开发了图像相关处理、混合遗传算法模板匹配、物像坐标转换等应用程序。
　　 论文以混合遗传算法模板匹配及近景摄影测量为理论基础，以嵌入式平台为主要开发环境，研发了一套固态流体流速摄影测量系统，实际应用表明了该系统的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究及技术应用开发背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 近景摄影测量学的研究现状

1．2．2 遗传算法的研究现状

1．2．3 固态流体流速流速测量研究现状

1．3 论文各章节主要内容

第二章 系统总体设计方案与嵌入式平台搭建

2．1 系统设计目标和要求

2．2 系统设计结构

2．2．1 系统硬件设计方案

2．2．2 系统硬件结构

2．2．3 系统软件设计方案

2．2．4 系统软件结构

2．3 系统工作流程和原理

2．4 嵌入式平台的搭建

2．4．1 嵌入式平台硬件开发环境介绍

2．4．2 嵌入式平台软件环境的搭建

2．5 本章小结

第三章 物像坐标转换技术研究

3．1 直接线性变换法的理论基础

3．2 直接线性变换法1系数的求解

3．2．1 角点获取方法及算法流程

3．2．2 Canny边缘检测算法

3．2．3 Hough变换直线检测

3．3 本章小结

第四章 基于遗传算法的图像模板匹配研究

4．1 遗传算法

4．2 模板匹配

4．3 基于标准遗传算法的模板匹配

4．3．1 标准遗传算法在模板匹配的运用流程

4．3．2 标准遗传算法在模板匹配的实验结果及研究

4．4 基于混合遗传算法的模板匹配

4．4．1 标准遗传算法的不足

4．4．2 自适应遗传算法

4．4．3 混合遗传算法及其模板匹配

4．4．4 混合遗传算法在模板匹配中的实验结果

4．5 本章小结

第五章 系统的编程实现

5．1 图像采集

5．1．1 图像采集与发送步骤

5．1．2 基于Linux平台的视频采集与发送程序

5．2 基于混合遗传算法的模板匹配和测速在VC上的实现

5．2．1 基于混合遗传算法的模板匹配的编程实现

5．2．2 测速在VC上的实现

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果

攻读硕士期间参与科研项目