基于自動(dòng)調(diào)焦的智能化糧庫(kù)監(jiān)測(cè)裝置的研究.pdf

1、智能化糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)糧庫(kù)進(jìn)行計(jì)量，對(duì)糧庫(kù)安全管理具有重大意義。本文研究了一套基于自動(dòng)調(diào)焦的智能化糧庫(kù)監(jiān)測(cè)裝置。在自動(dòng)調(diào)焦的基礎(chǔ)上，根據(jù)正焦?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng)參數(shù)擬合的函數(shù)進(jìn)行測(cè)距，系統(tǒng)的圖像采集裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了糧庫(kù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)計(jì)量的全面管理。論文具體的研究工作包括：
　?。?）對(duì)比了五種計(jì)量技術(shù)，選取適用糧庫(kù)靜態(tài)環(huán)境的基于測(cè)距傳感技術(shù)的計(jì)量法；介紹了基于圖像處理的自動(dòng)調(diào)焦技術(shù)原理和方法。
　?。?）在自動(dòng)調(diào)焦原理的基礎(chǔ)

2、上提出了糧庫(kù)測(cè)距系統(tǒng)的原理。分析了光學(xué)成像系統(tǒng)成像的原理，根據(jù)高斯公式選擇了通過(guò)改變焦距實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)清晰成像；通過(guò)分析對(duì)比離焦深度法和聚焦深度法兩種自動(dòng)調(diào)焦方法，采用適合糧庫(kù)測(cè)距系統(tǒng)的聚焦深度法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦；在聚焦深度法的基礎(chǔ)上提出了測(cè)距系統(tǒng)的改進(jìn)步驟。
　　（3）圖像清晰度評(píng)價(jià)和搜索算法制定是聚焦深度法的兩個(gè)關(guān)鍵步驟。介紹了圖像清晰度計(jì)算的預(yù)處理方法，即彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；通過(guò)實(shí)驗(yàn)擬合四類(lèi)評(píng)價(jià)函數(shù)曲線，根據(jù)單峰性、無(wú)偏性、靈敏度

3、高、魯棒性和實(shí)時(shí)性五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，選取Brenner函數(shù)；介紹了四種典型的搜索算法的原理和步驟，根據(jù)準(zhǔn)確性、計(jì)算量、可行性等標(biāo)準(zhǔn)，選擇爬山搜索算法；針對(duì)爬山搜索法在實(shí)際應(yīng)用中搜索速度和精度降低的問(wèn)題，提出了設(shè)置合理的調(diào)焦步長(zhǎng)的優(yōu)化方法，保證了系統(tǒng)測(cè)距的速度和精確度。
　?。?）設(shè)計(jì)了基于自動(dòng)調(diào)焦的糧庫(kù)監(jiān)測(cè)裝置測(cè)距系統(tǒng)的總體方案：上位機(jī)顯示監(jiān)控畫(huà)面，處理圖像，下位機(jī)采集圖像，電機(jī)搜索等。分別設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的五個(gè)模塊，圖像采集模塊選取USB攝像

4、機(jī)，圖像傳感器為CMOS；圖像處理模塊采用MATLAB軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像清晰度評(píng)價(jià)；電機(jī)搜索模塊選取兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制鏡頭變焦環(huán)和聚焦環(huán)，通過(guò)改變光學(xué)系統(tǒng)中鏡組的位置實(shí)現(xiàn)調(diào)焦，并設(shè)計(jì)了傳動(dòng)方案和機(jī)械固定結(jié)構(gòu)；單片機(jī)控制模塊通過(guò)設(shè)置五級(jí)步距角實(shí)現(xiàn)爬山搜索；通過(guò)20組實(shí)驗(yàn)測(cè)得對(duì)應(yīng)的變焦環(huán)和聚焦環(huán)的脈沖數(shù)，擬合出物距曲線，得到計(jì)算物距的分段函數(shù)。最后根據(jù)測(cè)距系統(tǒng)原理說(shuō)明了測(cè)距實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
　?。?）通過(guò)40組實(shí)驗(yàn)測(cè)得系統(tǒng)的相對(duì)誤差不超過(guò)10％