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面向智能驾驶的摄像头自动清洗系统及性能评价标准研究

面向智能驾驶的摄像头自动清洗系统及性能评价标准研究

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作者：常江南昌大学

学位级别：硕士

伴随着自动驾驶级别的不断升级,汽车将安装更多如高清摄像头、激光雷达等传感器。在车辆行驶环境中获取准确、可靠的探测信号是实现智能驾驶功能的前提,而保持“清晰的视野”对于摄像头捕捉行车环境和提供数据至关重要。行车过程中途径... 详细信息

伴随着自动驾驶级别的不断升级,汽车将安装更多如高清摄像头、激光雷达等传感器。在车辆行驶环境中获取准确、可靠的探测信号是实现智能驾驶功能的前提,而保持“清晰的视野”对于摄像头捕捉行车环境和提供数据至关重要。行车过程中途径泥泞路面或雨天等情况时,不可避免的会有污渍、灰尘、泥沙等覆盖在摄像头表面上,若没有及时发现并清洗,会严重影响摄像头采集图像的质量,雷达等传感器的识别能力,极易造成车载电脑识别错误信息,干扰驾驶人员判断,造成意外事故。为保证智能驾驶功能在任何工况下能够稳定、安全的运行,时刻保证摄像头等传感器表面洁净是未来智能驾驶汽车必须面对的问题。因此,汽车摄像头及雷达自动清洗系统是必需的。本文在前人的研究基础上,设计汽车摄像头自动清洗试验系统,分为脏污处理系统、清洗系统及摄像头图像采集系统,搭建了实物模型台架,并定义了相关试验参数。通过对试验系统的优化完善,选择基础试验工况,并确定了试验操作步骤。利用catia、matlab、python等软件,结合机器学习算法,应用灰度数字图像像素点统计法对实验结果进行处理。研究探索了摄像头脏污程度与摄像头采集图像特征信息的关系,并制定了脏污等级标准,研究了在清洗过程中,喷射角度、清洗时间、喷射压力、以及喷射距离等参数对清洗效率的影响规律。实验结果表明,摄像头表面脏污程度与采集到的图像灰度值成一定的关系,即摄像头表面越脏,采集到的图像经灰度化后灰度值越小;镜头表面越干净,灰度值越大;其他条件不变,清洗效率随着喷射角度的增加呈线性增长;随着清洁液喷射距离增加,清洗效率迅速增加,继而逐渐趋于稳定,超过一定距离后,清洗效率反而下降;清洗液喷射压力越大,清洗效率越高;但是改变喷射距离对清洗效率的影响明显高于改变喷射压力。在喷射压力0.24Mpa,喷射距离8cm,喷射角度90°时,本文所搭建的实验系统清洗效率最高,可以达到87.75%。为智能驾驶汽车摄像头清洗系统的工程实际应用及评价优化提供了一定的参考。

关键词：智能驾驶汽车摄像头灰度数字图像像素点统计脏污等级清洗能力

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便携式可见光火焰温度检测系统设计与实现

便携式可见光火焰温度检测系统设计与实现

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作者：王梦华华中科技大学

学位级别：硕士

火力发电作为现代电力系统主要发电方式之一,虽然近几年在国民发电中的占比逐渐下降,但是其作为发电的主要地位在未来很长一段时期内无法撼动。燃烧场作为火电厂进行化学反应转化为热能的场所,通过火焰温度检测能判断燃烧是否在正常状态... 详细信息

火力发电作为现代电力系统主要发电方式之一,虽然近几年在国民发电中的占比逐渐下降,但是其作为发电的主要地位在未来很长一段时期内无法撼动。燃烧场作为火电厂进行化学反应转化为热能的场所,通过火焰温度检测能判断燃烧是否在正常状态,所以火焰温度检测对燃烧场状态监测与燃烧控制来说十分重要。可靠的火焰温度测量对工业燃烧场的安全运行有着不可取代的作用。本文主要研究便携式可见光火焰温度检测系统,具体包括以下几个方面:对系统进行功能模型建立,分析系统设计和实现需要研究的内容,明确系统算法原理和火焰温度测量计算数学模型。明确测温原理后,为系统选择相应的硬件系统,并在硬件平台上开发对应的可见光火焰温度检测软件。系统硬件方案设计时,要求CPU处理器是多核处理器,以便于能够同时运行主线程和图像采样线程。工业相机支持短曝光,避免高温场所图像饱和。人机交互硬件要求支持数据显示和触屏输入,方便燃烧场图像观测和操作输入。工业相机采集燃烧场图像,使用预先拟合的相机辐射强度函数关系式和双色法测温计算公式得到图像像素点对应温度。火焰温度检测系统是利用彩色低像素工业相机,在手动曝光模式下关闭白平衡和图像增益;采用短曝光获取燃烧场的燃烧图像,将RGB彩色图像转化为灰度数字图像;设置灰度阈值,将大于灰度阈值的点进行计数统计记做饱和点;通过线性运算,根据灰度数字图像得到温度梯度图。对可见光火焰温度测量原理进行了实验验证;使用灶台火焰进行现场温度测量,验证了系统各项功能和实用性;使用系统测量黑体炉标准温度场,对系统温度测量的准确度进行了验证。

关键词：火焰温度功能模型辐射强度双色法灰度数字图像黑体炉

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