基于图像处理技术的敞车装载集装箱定位系统的研究与实现

摘要

铁路敞车装运集装箱偏载一直是铁路运输安全的一个重要问题，引起偏载主要由两个环节造成：一是在装车过程中；二是在运输途中。然而现阶段国内尚没有解决敞车装载集装箱防偏载的行之有效的方法，为解决因装载偏载给铁路运输所带来的安全问题，寻求一种较通用、准确的定位方案已成为本文所研究的目标。 本课题经过对现场作业情况作详细的调研，并综合比较了多种定位方案之后，本论文采用一种双目摄像机和图像处理技术进行敞车与集装箱中心位置定位的方法。首先设计并实现图像采集系统，通过两个摄像机实时拍摄敞车与集装箱位置图像，运用图像处理技术进行图像预处理，精确获取二值图像中敞车边缘中心位置。同时比较敞车左右两侧边缘位置的偏移关系，并以数字形式传递给司机，以帮助司机进行准确定位。系统在实验室完成初步的实现工作后，随后便安装到现场实际环境中进行调试和测试。测试结果表明：该系统定位准确，性能稳定，较好的实现了敞车装载集装箱中心定位，消除了装载过程中存在的安全隐患。 本文最后对摄像机的安装位置选择和摄像机焦距调试作了分析，并给出了详细的调试方法。本研究中摄像机适用于特殊环境下工作，因此对摄像机的支架作了设计，这对于稳定摄像机的工作起到了重要作用，也很好地满足了定位的需求。同时对本系统的性能和所存在缺陷作了评估和总结，对系统的进一步改进提出了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2研究现状

1.3定位存在问题分析

1.4本论文的主要工作

第2章监控系统平台的功能设计与实现

2.1系统硬件设备要求

2.2系统主要功能框架模型

2.3图像采集系统实现

2.4本章小结

第3章敞车装载集装箱定位系统的实现

3.1定位原理分析

3.2图像预处理

3.3定位实现

3.3.1敝车边缘位置的提取

3.3.2获取偏移位置

3.3.3偏移位置显示

3.4光照对定位精度的影响

3.5本章小结

第4章系统硬件安装和辅助设备设计

4.1摄像机安装位置选择与调试

4.1.1摄像机安装位置选择

4.1.2摄像机焦距的调节

4.2支架设计与安装调节

4.2.1支架的设计

4.2.2支架的调节

4.3系统运行评价与存在问题

4.4本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

附录