基于機(jī)器視覺(jué)的甲烷報(bào)警儀自動(dòng)檢定方法研究

【摘要】：煤礦安全生產(chǎn)最重要的問(wèn)題就是井下瓦斯泄漏問(wèn)題,為了安全需要工作人員經(jīng)常下井檢測(cè)瓦斯的濃度。因此,甲烷報(bào)警儀作為礦下檢測(cè)瓦斯氣體的一種必備儀表,所以甲烷報(bào)警儀報(bào)警必須準(zhǔn)確，既不能誤報(bào)警也不能漏報(bào)警。這就要求定期對(duì)甲烷報(bào)警儀進(jìn)行檢定工作。目前,對(duì)甲烷報(bào)警儀的檢定方法都是手工檢定。對(duì)于比較大的煤礦,需要同時(shí)對(duì)幾百塊這樣的儀表進(jìn)行人工檢定,工作量非常大。為了滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需要設(shè)計(jì)一套對(duì)該儀表進(jìn)行自動(dòng)檢定的方法意義重大。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及檢測(cè)領(lǐng)域中,數(shù)字顯示儀表以其特有的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用。但是大多數(shù)數(shù)顯儀表都沒(méi)有提供與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的接口,這給儀表的檢定自動(dòng)化帶來(lái)諸多不便。傳統(tǒng)工藝中若要對(duì)煤礦中甲烷測(cè)試儀表進(jìn)行檢定時(shí)需要專(zhuān)門(mén)的工作人員對(duì)被檢儀表進(jìn)行手動(dòng)充入標(biāo)準(zhǔn)氣體,然后將被檢儀表上的顯示數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理,工作量非常大。這種人工檢定方法容易受人為因素的影響，很難保證儀表檢定的效率和準(zhǔn)確性。國(guó)內(nèi)外對(duì)于一些指針儀表自動(dòng)檢定方法有一定的研究,然而對(duì)數(shù)字儀表實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定功能的方法研究并不多。 本文針對(duì)甲烷報(bào)警儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定的問(wèn)題展開(kāi)研究工作,通過(guò)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與圖像處理技術(shù)相結(jié)合的方法,來(lái)解決甲烷報(bào)警儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定功能過(guò)程中,數(shù)字儀表?yè)?jù)顯示窗口測(cè)試數(shù)據(jù)字符自動(dòng)識(shí)別的核心難題,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)甲烷報(bào)警儀的自動(dòng)檢定功能。通過(guò)對(duì)檢測(cè)甲烷含量的數(shù)字儀表數(shù)據(jù)顯示窗口進(jìn)行連續(xù)圖像采集后對(duì)采集圖像進(jìn)行彩色圖像灰度化、灰度圖像二值化、字符分割、字符增強(qiáng)、模板匹配等一系列數(shù)字圖像處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)儀表自動(dòng)檢定功能,既提高了識(shí)別的效率及準(zhǔn)確率又降低了大量人力物力的消耗。本研究圖像識(shí)別環(huán)節(jié)采集了一組高清晰的圖像作為模板同時(shí)采集了大量的儀表圖像與模板進(jìn)行匹配試驗(yàn),結(jié)果顯示識(shí)別的準(zhǔn)確率達(dá)100%,滿(mǎn)足了工程中應(yīng)用的要求。同時(shí)說(shuō)明了機(jī)器視覺(jué)代替人眼讀取儀表字符實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢定功能的可行性。 【關(guān)鍵詞】：數(shù)字識(shí)別 機(jī)器視覺(jué) 圖像處理 自動(dòng)檢定
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TD712.55;TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 甲烷報(bào)警儀檢定方法與系統(tǒng)設(shè)計(jì)15-26
• 2.1 甲烷報(bào)警儀的檢定15-17
• 2.1.1 技術(shù)要求15-16
• 2.1.2 檢定項(xiàng)目16-17
• 2.2 甲烷報(bào)警儀檢定方法17
• 2.3 檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-25
• 2.3.1 氣源及氣源標(biāo)準(zhǔn)18-19
• 2.3.2 主要控制元件及其功能19-23
• 2.3.3 圖像采集裝置23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 甲烷報(bào)警儀測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別方法研究26-40
• 3.1 圖像采集方法與圖像特征分析27-29
• 3.1.1 被檢表數(shù)字圖像采集方法27
• 3.1.2 被檢表數(shù)值圖像特征分析27-28
• 3.1.3 圖像獲取與識(shí)別流程28-29
• 3.2 數(shù)字圖像處理算法研究29-38
• 3.2.1 檢測(cè)結(jié)果數(shù)字圖像灰度化方法29-30
• 3.2.2 檢測(cè)結(jié)果數(shù)字圖像二值化方法30-32
• 3.2.3 檢測(cè)結(jié)果圖像的字符分割32-33
• 3.2.4 字符圖像增強(qiáng)方法33-34
• 3.2.5 檢測(cè)結(jié)果小數(shù)點(diǎn)的識(shí)別與處理方法34
• 3.2.6 檢測(cè)結(jié)果中數(shù)字的自動(dòng)識(shí)別方法34-37
• 3.2.7 識(shí)別結(jié)果的自動(dòng)存儲(chǔ)37-38
• 3.3 圖像處理部分軟件界面設(shè)計(jì)38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第4章 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)40-49
• 4.1 檢定系統(tǒng)主要控制模塊設(shè)計(jì)40-41
• 4.2 圖像采集與處理模塊設(shè)計(jì)41-44
• 4.3 數(shù)據(jù)分析與存檔管理模塊設(shè)計(jì)44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文54-55
• 致謝55

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