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基于线阵CCD植物微根系图像监测分析系统

林业科学 2005年第3期41卷 121-124页

作者：刘九庆汤晓华陈健谢永华蒋云飞东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040 清华大学机械工程系北京100084

开发基于线阵CCD植物活体微根系图像监测分析系统,消除面阵CCD图像桶形畸变,实现微根系生长无损原形监测。环形微根系扫描结合纵向深度位移,系统实现微根管内微根系全景图像扫描。通过基于分形理论的计算机微根系图像处理系统完成所采... 详细信息

开发基于线阵CCD植物活体微根系图像监测分析系统,消除面阵CCD图像桶形畸变,实现微根系生长无损原形监测。环形微根系扫描结合纵向深度位移,系统实现微根管内微根系全景图像扫描。通过基于分形理论的计算机微根系图像处理系统完成所采集图像的分析,系统可自动完成基于像敏单元的定量化获取微根系生长关键特性值及其生长动态特性计算。本系统可应用于农林行业苗木培养、作物生长模型研究等领域。

关键词：线阵CCD 植物微根系图像监测微根系分布密度动态特性

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分布式实时数据测量和图像监测系统的设计

仪器仪表学报 2004年第Z1期25卷 680-681页

作者：葛广英陈莉莉彭洲红徐健健南京大学应用物理研究所

介绍了集约化生产中分布式实时数据采集和控制、图像监测系统的组成结构,以及软硬件的设计与实现。

关键词：实时数据采集分布式测量图像监测

基于WSN的无人机扎龙湿地鹤类图像监测系统

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家畜生态学报 2016年第12期37卷 44-48页

作者：姚仲敏荆宝刚逄世良齐齐哈尔大学通信学院黑龙江齐齐哈尔161006 黑龙江扎龙国家级自然保护区管理局黑龙江齐齐哈尔161000

无线传感器网络技术是目前远程监测中的主要手段,但这种网络在大范围区域地形崎岖、植被茂密环境应用中存在一定的缺陷,如网络传输能力弱,信号抗干扰能力差等。该研究针对扎龙湿地鹤类监测中的鹤巢分布距离远,不利于布点、监测环境恶劣... 详细信息

无线传感器网络技术是目前远程监测中的主要手段,但这种网络在大范围区域地形崎岖、植被茂密环境应用中存在一定的缺陷,如网络传输能力弱,信号抗干扰能力差等。该研究针对扎龙湿地鹤类监测中的鹤巢分布距离远,不利于布点、监测环境恶劣,人员难以达到以及网络传输可靠性差等问题,利用广受关注的无人机技术,设计了基于无线传感器网络的无人机鹤类图像监测系统。该系统使用无人机搭载协调器接收放置在鹤巢附近终端发出的图像数据,并通过3G模块传输至远端的管理中心。网络结构包括采集层、无人机中继层和管理中心汇聚层,可以减少湿地地势和植被环境对数据传输的影响。通过测试,该系统能够接收鹤类的图像信息,且系统稳定性高,数据传输可靠性,在对鹤类等生物群落进行管护中具有一定的应用价值。

关键词：无线传感器网络无人机图像监测 JN5139

基于DCNN与边缘云的桥式起重机械运行状态图像监测技术研究

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基于DCNN与边缘云的桥式起重机械运行状态图像监测技术研究

作者：杨帆华南理工大学

学位级别：硕士

现有大型起重机械的测量与监测系统,依赖安装于机身的复杂传感器以测量实时参数从而判断起重机运行状态,不具备现场安装与拆卸易行性。为此,本文以“基于DCNN与边缘云的桥式起重机械运行状态图像监测技术研究”为题,设计起重机械运行状... 详细信息

现有大型起重机械的测量与监测系统,依赖安装于机身的复杂传感器以测量实时参数从而判断起重机运行状态,不具备现场安装与拆卸易行性。为此,本文以“基于DCNN与边缘云的桥式起重机械运行状态图像监测技术研究”为题,设计起重机械运行状态图像监测总体架构,研究桥式起重机械关键部件DCNN识别与视觉测量方法,设计面向图像监测的边缘云系统、研究面向图像监测DCNN加速提升技术,研制桥式起重机械运行状态图像监测平台,开展相关误差分析实验。本研究对于促进装备健康安全检测以及智能检测技术发展,具有重要学术价值与实际意义。论文研究得到广东省特种设备检测研究院2019年度科技项目(2020JD09)、2020年广东省重点领域研发计划项目(2019B010154003)的资助。论文研究桥式起重机械运行状态图像监测关键技术,从桥式起重机械设备安全监测技术、运行状态监测的图像传感技术、异构图像传输技术、基于深度学习的计算机视觉任务等方面,分析相关内容国内外研究进展,确定研究内容,具体工作包括:⑴桥式起重机械运行状态图像监测总体架构设计提出起重机图像监测需求,设计监测系统整体功能框架,包括图像采集模块、关键部件识别模块、状态量测量与预警模块、远程服务提供模块、远程用户交互模块与实时性提升模块,实现能够远程及时预警厂房多台起重机运行状态,并且能远程设置相机参数的起重机监测系统。⑵桥式起重机械关键部件DCNN识别与视觉测量方法研究提出桥式起重机关键部件识别DCNN模型;提出基于DCNN模型关键点识别与张氏标定技术的世界坐标重建方法,依据部件几何关系及关键点重建坐标,计算部件关键点世界坐标、小车水平位移l、吊具倾斜角度θ、吊绳倾斜角度θ等运行状态量;估计关键点世界坐标计算误差。⑶面向图像监测的边缘云系统设计选型边缘云系统硬件参数,基于OPNET软件面向图像监测边缘云系统需求分析与Azure Io T Edge边缘计算软件框架原理,设计基于Azure Io T Edge边缘云软件系统。依据厂房服务器资源状态、起重机监测台数,自动分配算力资源与网络资源,提高起重机监测实时性。⑷面向图像监测DCNN加速提升技术研究利用FPGM剪枝+权重量化方法,剪枝多任务Mask R-CNN高冗余卷积核、量化重训练各卷积核参数,提升模型运算速度18.6%、降低模型存储占用空间57.2%;利用Tensor RT结构优化技术,纵向与横向融合Detect Net模型Inception模块、纵向融合网络主干“卷积层+偏移量+ReLU激活函数层”组合结构,提升模型运算速度216%。⑸桥式起重机械运行状态图像监测平台研制与试验研制用于监测桥式起重机运行状态量、控制相机参数的图像监测硬件与软件平台;开展小车水平位移、吊具倾斜角度测量误差实验,验证本文所使用图像监测技术的有效性、理论的正确性。实验结果表明,小车水平位移平均相对误差为2.80%;吊具倾斜角度测量相对误差不超过36.27%,绝对误差不超过4°。

关键词：桥式起重机械图像监测深度学习卷积神经网络边缘计算张氏标定法

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基于DSP的汽车运行图像监测系统

电子技术应用 2007年第11期33卷 50-53,57页

作者：万鹏浙江大学信息科学与工程学院通信工程浙江杭州310027

采用MPEG-4压缩算法、DSP技术和现代电子技术,研制了汽车运行状况图像监测系统。在总体设计方案的基础上,基于DSP芯片ADSP-BF533设计了系统硬件,并采用C语言与汇编语言进行混合编程,开发了系统软件。为提高系统可靠性和稳定性,从软、硬... 详细信息

采用MPEG-4压缩算法、DSP技术和现代电子技术,研制了汽车运行状况图像监测系统。在总体设计方案的基础上,基于DSP芯片ADSP-BF533设计了系统硬件,并采用C语言与汇编语言进行混合编程,开发了系统软件。为提高系统可靠性和稳定性,从软、硬件两方面采取了抗干扰措施。本文所研制的汽车运行状况图像监测系统具有对大量视频图像数据的存储、压缩和回放等功能,能够实现对汽车运行状况图像实时记录。

关键词：汽车图像监测 MPEG-4 DSP技术

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海洋环境污染信息智能图像监测技术研究

现代电子技术 2018年第6期41卷 109-111,116页

作者：温玉波国家海洋局南海信息中心广东广州510310

传统海洋环境污染监测技术虽然可以进行海洋污染检测,但存在监测范围短、监测精度低以及监测时间长等不足,针对此问题提出基于数字遥感多层分析的海洋环境污染信息智能图像监测技术。通过引入智能数字遥感多层分析技术,对海洋水质进行... 详细信息

传统海洋环境污染监测技术虽然可以进行海洋污染检测,但存在监测范围短、监测精度低以及监测时间长等不足,针对此问题提出基于数字遥感多层分析的海洋环境污染信息智能图像监测技术。通过引入智能数字遥感多层分析技术,对海洋水质进行多维度监测;采用大数据分析法对采集数据进行计算,完成海洋环境污染监测分析。实验结果表明,改进图像监测技术能够实现全覆盖的高精度海洋污染监测,并可以提取海洋环境污染样品信息。

关键词：海洋污染智能监测图像监测多层分析技术大数据分析数字遥感

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光纤环绕制图像监测算法研究

光纤环绕制图像监测算法研究

作者：王娟中北大学

学位级别：硕士

光纤陀螺是一种惯性传感器，它是通过检测光纤环中顺向传输光、逆向传输光的光程差来测量载体角位移和角速度的。而光纤环既是两束干涉光传播的路径又是传播的载体。光纤环绕制品质的高低将直接影响到光纤陀螺工作的精准度。针对光纤环... 详细信息

光纤陀螺是一种惯性传感器，它是通过检测光纤环中顺向传输光、逆向传输光的光程差来测量载体角位移和角速度的。而光纤环既是两束干涉光传播的路径又是传播的载体。光纤环绕制品质的高低将直接影响到光纤陀螺工作的精准度。针对光纤环绕制特点，课题采用非接触式的机器视觉系统对光纤环绕制过程进行实时监测，在满足系统实时性要求的前提下获得清晰的边缘检测图像，以便后续处理使用。课题以绕制的光纤环边缘为研究对象，根据光纤环绕制性能要求和绕制时间要求，选择合适的硬件采集器件和图像处理算法。图像的采集是监测系统的输入，采集到的图像质量好坏直接影响后续图像处理的精度和可靠性。图像处理算法的研究是光纤绕制监测技术的核心，在图像处理中，先完成图像滤波和图像增强等预处理算法研究和应用;然后应用经典边缘检测算法、Canny边缘检测算法和提出的基于K-means聚类的边缘检测识别算法进行边缘提取，在MATLAB图像处理软件中完成仿真实验;最后对处理结果从连续性、光滑性、定位精度、仿真时间、边缘像素宽度等方面进行综合评价，选定满足系统性能和实时性要求的边缘检测方法。设计Labwindows/CVI的上位机人机交互软件控制平台，对光纤环绕制过程进行实时数据显示和过程监测，实现图像采集、图像处理、图形化显示等一体化功能。

关键词：光纤环图像监测边缘检测评价标准 Labwindows/CVI

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微量液滴压电式分配与图像监测实验平台研究

微量液滴压电式分配与图像监测实验平台研究

作者：刘羽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

微滴喷射技术是一种精确分配技术,它具有非接触、效率高、材料浪费少等优点。随着微滴产生技术研究的深入,微滴分配在电子封装、微机电系统、微光学器件制造及生物制造工程等领域具有广阔的应用前景,这对微滴技术提出了高频率、微量化... 详细信息

微滴喷射技术是一种精确分配技术,它具有非接触、效率高、材料浪费少等优点。随着微滴产生技术研究的深入,微滴分配在电子封装、微机电系统、微光学器件制造及生物制造工程等领域具有广阔的应用前景,这对微滴技术提出了高频率、微量化、精确可控的要求。而微滴分配过程中微滴的速度、体积、分配方向等参数对液滴分配质量有着非常大的影响,因此对上述参数进行监测也是非常有必要的。针对现阶段国内外微滴分配和微滴监测的研究现状,本文要构建一套压电式微滴分配系统,实现液滴高频率、微量化、稳定可控的分配,并对分配过程中液滴的速度、体积、偏转方向等参数实现有效的图像监测。首先,对压电微滴分配进行理论分析,根据压电微滴分配原理,利用Gambit和FLUENT进行建模仿真,通过模型建立、网格及区域划分、模型选取、边界条件设置、UDF函数编译等仿真流程,得到微滴分配过程是由液柱伸长、液柱颈缩、液柱断裂、成形喷射四个阶段构成;利用仿真得到了驱动波形参数、气压、驱动速度、液体粘度等参数对微滴分配参数的影响关系,为后面的微滴分配系统搭建提供了依据。然后,根据仿真结果对微滴分配系统进行了构建。气压控制模块的设计原则是提供背压并保证喷嘴处的液面处于合理的喷射位置;压电驱动模块通过波形发生和放大后产生用于激励压电喷头的波形,实现微滴分配;图像采集模块包括CCD、放大镜头与LED灯,可确保其工作于亮度可调的频闪环境,并有效地采集液滴图像;实验平台的可调节喷头、LED、CCD三者的相互位置,保证液滴分配后可完成图像监控。接下来,液滴监控系统由图像采集控制系统和图像处理分析系统组成。图像采集通过频闪延迟法原理设计、Lab VIEW软件编程控制、硬件调试采集到了清晰的液滴图像;图像处理中对图像处理算法进行设计并在LabVIEW中对算法中的各个功能完成编程,实现图像的处理分析任务。利用搭建的监测系统成功的对液滴分配过程中液滴的速度、体积、偏转方向等参数实现了实时监测,并根据一定的指标对液滴分配质量进行判断。最后,利用设计的液滴分配系统进行了实验分析。首先利用乙醇、水、甘油等溶液进行了分配实验,通过气压、电压幅值等参数的调节实现了分配,并利用监测系统对分配过程中参数进行了监测,证明微量液滴分配的稳定性;然后利用微滴分配系统实现了100～5000Hz的稳定分配,并探究了气压、驱动波形参数、电压、液体属性等参数对液滴分配过程的影响,得出分配规律并总结出微滴分配控制方法;最后对实验结果进行总结,得到产生卫星液滴的原因及避免方法。

关键词：微量液滴压电分配喷射仿真图像监测

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高速印刷产品质量图像监测系统的研究与开发

高速印刷产品质量图像监测系统的研究与开发

作者：李厚杰吉林大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步，我国印刷行业也得到了前所未有的发展，但是印刷产品质量问题却一直困扰整个行业。在印刷品高速印刷过程中由于生产设备、生产环境、操作人员等因素的制约会出现色彩不均、对版不准、刮刀滑痕、疵点等质量问题，而... 详细信息

随着科学技术的进步，我国印刷行业也得到了前所未有的发展，但是印刷产品质量问题却一直困扰整个行业。在印刷品高速印刷过程中由于生产设备、生产环境、操作人员等因素的制约会出现色彩不均、对版不准、刮刀滑痕、疵点等质量问题，而这些质量问题又由于印刷的高速进行使人眼无法实时识别，等到发现时已造成大量的废品出现，使厂家蒙受巨大的经济损失。为此，我们研究了一套高速印刷产品质量图像监测系统来解决这一技术难题。本系统利用高速同步摄像技术和数字图像处理技术将印刷品图像静止地再现于显示器，使人眼得以实时识别，及时解决了印刷品的质量问题，降低了产品的废品率，提高了生产效率。本文主要完成以下几方面的研究工作：首先，论文确立了本系统的总体设计方案。本系统采用高速高精度的工业彩色CCD摄像机，在横向移动扫描装置和纵向扫描控制算法以及同步发生装置和同步瞬态采集方法的控制下，实时地摄取印刷品图像，并将视频信号输入到彩色图像采集卡。在图像处理软件系统的作用下，图像采集卡对视频信号进行解码，A／D转换，比例缩放，裁剪，色空变化等处理，处理产生的输出图像数据经主机PCI总线被采集到内存内，随后再进行必要的图像方面的处理，比如图像分屏以及图像的压缩存储和回放等。最后将处理好的图像数据送显存并显示。在系统的软、硬件的控制下，完成系统功能的全面实现，比如调整光圈、焦距、聚焦等镜头的控制，图像的抓拍，画面的同屏对比监测，纵向扫描，横向扫描等控制。随后，论文就系统的硬件部分进行了全面设计。根据现场要求，选用固体图像传感器作为系统的成像器材。在固体图像传感器中主要有两种固体传感器：电荷耦合器件CCD和CMOS图像传感器，就这两种传感器的性能本文进行了讨论，最终选用了CCD图像传感器。在综合考虑了各款图像采集卡的性能和价格后，从性价比和实用性角度出发，本系统选用了北京嘉恒中自图像技术有限公司OK0／S型图像采集卡，该图像卡基于PCI总线，适用于摘要图像处理、工业监控和多媒体的压缩、处理等研究开发和工程应用领域。 OK C30/S卡具有滤除奇偶场锯齿现象的功能，所以特别适合要求采集动态图象的场合。本系统的辅助设备主要有横向移动扫描装置、同步信号发生装置、同步照明装置，而对这些辅助设备的控制则需上位机和下位机协同作业。因为，主机的电平信号与单片机电平信号是不同的，所以二者之间必须经过电平转换电路完成电平的转换。本系统采用MAX232作为电平转换芯片来完成这一任务。辅助设备的具体控制在户汪，89552单片机微处理器作为核心，本文对单片机应用系统作了系统的介绍，并对各辅助设备应用电路进行了具体设计。本文第三章对高速摄像技术作了大量的研究。本章首先分析了印刷速度与曝光时间的关系，得出直接用CCD拍摄印刷中的印刷品画面，采集到的图像将是十分模糊的。为了在高速摄像中获取高速印刷产品的清晰图像，系统需要控制摄像机的曝光时间。根据高速摄像原理，有两种方法能完成这方面的要求:快门法和瞬态光法。瞬态光法是在快门常开时控制照明光源发出瞬态光脉冲来控制有效曝光时间:快门法则是在均匀照明光源下控制电子快门的开启时间来控制曝光时间。本章就这两种方法的原理作了讨论分析，得出采用瞬态光法作为本系统摄像采集方法是可行的结论。随后，对该方法的具体实现进行了硬件设计。在图像存储中，存在图像数据过于庞大的技术难点。为此，本文在第四章对图像数据的压缩算法进行了一定的研究。首先，对各种压缩算法作了比较讨论，随后对基于DCT有损压缩算法作了具体研究，并介绍了DCT算法理论、量化知识及Huff比an编码。最后本文基于MATLAB对相关算法进行了实现。第五章对系统功能进行软件实现。本着准确性、实时性、可靠性、可修改扩充性的原则，本文采用VC+6.0高级语言编程环境设计了相应的上位机软件系统。下位机则采用单片机汇编语言完成了各辅助设备的具体控制模块设计。系统软件采用了模块化设计。首先对图像采集、图像分屏、图像抓拍、图像亮度调节以及各个下位机命令字的发送功能模块进行软件设计。随后，对工控机与摄像机、工控机与下位机之间的通信模块进行设计。最后，对下位机的控制模块进行了具体设计。吉林大学硕士学位论文在第六章分别对系统的软件和硬件进行了调试，最后完成系统的综合调试。虽然对系统的研究作了大量的工作，取得了一些成果，但是还有一些问题需要进一步研究。在图像数据的压缩算法研究中只做了JPEG静态图像有损压缩算法的研究，且算法是基于MATLAB实现。下一步的主要工作就是研究动态图像的压缩算法，并把研究成果应用到系统的图像存储和图像回放功能模块中。

关键词：高速同步摄像数字图像处理高速印刷图像监测有损压缩