数字水准仪读数系统研究

摘要

水准仪是测量高差的仪器，广泛应用于公路、桥梁、港口、水利、铁路等工程建设中。近年来我国基础建设发展迅速，高铁的铺建、高速的建设以及房地产的兴起都加大了对水准仪的斋求。而数字水准仪拥有测量速度快、读数不受人工干扰，测量精度高、可自动测请的优点，大大加快了建设效率。但是国产数字水准仪还在起步阶段，绝大多数建设中使用的是国外的进口仪器，价格昂贵。而数字水准仪的关键部分是条码的解码算法，所以，研究其读数系统有现实意义。
　　面对这一任务，本课题成员利用水准仪的光学系统以及CMOS摄像头组建了实验硬件，研究不同数字水准仪的编码解码方法，根据研究结果，分析条码尺成像特点设计出了近视距与远视距的识别算法，近视距算法分为图像预处理以及条码识别两部分，预处理包括滤波，平滑、裁剪等过程，条码识别包括边界提取，边界单像素化、查找识别、倾斜校正、遮挡校正等过程。远视距算法分别为图像复原、图像处理，条码识别三个部分。
　　根据算法研究，编写出了相关软件，其中近视距处理软件使用Delphi编写，远视距的阁像复原利用Matlab完成，预处理及条码识别使用Delphi编写。搭建实验平台，进行近视距与远视距的验证实验:近视距对重复性、高差、不完全遮挡校正等进行了实验验证，远视距进行了图像复原以及识别验证。
　　根据实验结果可知：近视距算法己经达到一定精度，该算法对倾斜以及部分遮挡有一定处理能力；远视距算法可以完成条码的初步识别，但是仍有缺陷。

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1绪论

1.1引言

1.2 数字水准仪发展现状

1.3水准测量方法

1.4 研究背景与意义

1.5 课题的主要研究内容

2数字水准仪工作原理及水准仪解码方法研究

2.1 数字水准仪结构

2.2 数字水准仪成像原理简述及视距识别原理

2.3数字水准编码解码方法

2.4本章小结

3硬件选择及系统搭建

3.1 光学结构及相关参数

3.2 图像传感器件选择

3.3 参数计算

3.3本章小结

4算法研究及软件设计

4.1 条码识别特征

4.2 近视距算法的研究

4.3 远视距算法研究

4.4 系统标定及高度识别

4.4 软件设计

4.5 本章小结

5数字水准仪读数系统算法实验验证

5.1 近视距实验验证

5.2 远视距实验验证

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献