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《大连理工大学》 2004年
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浮体六自由度测量系统的硬件设计与实现

王超  
【摘要】:浮体的六自由度运动,是海洋、港口和船舶工程模型试验研究中的的重要参考信息,传统的接触式测量方法是利用直尺测量位移值,使用陀螺仪测量摇角,通过光线示波仪记录信号,人工读取分析,精度低,浪费人力物力,无法满足使用要求。非接触式测量系统采用双CCD抓取图像,利用三维重构计算物体的三维空间坐标,对浮体的移动没有任何影响,精度相对较高,通过提高分辨率和定位算法还有更大的性能提升空间。 在测量系统中,主要的任务有两大部分,一个是算法的改进,二是系统的硬件化。本文在介绍了系统中使用的三维重构方法之后,着重讨论了测量系统的硬件化过程,最初的非接触式测量系统采用的是视频采集卡采集图像,微机进行所有的数据处理和运算,速度很慢,达不到实时性的要求,浮体每时每刻都在移动,为了能够跟上连续抓拍的速度,需要更快的专用处理器DSP(Digital Siginal Processor,数字信号处理器)来进行运算,硬件化的测量系统采用FPGA对视频信号进行采集和处理,经过二值化等预处理之后,通过DMA通道送入DSP的SDRAM中,再由DSP识别出计算所用的参考点,并进行三维重构运算,计算出物体的三维坐标,进而与其他的数据比较之后得出物体的六自由度分量,供工程设计和科学研究参考。 最后,本文在总结了现有系统的构成的基础上,提出了一些改进意见,包括换用新型的FPGA以简化视频采集,跳过二值化处理采用亚像素定位等,这在一定程度上可以提高系统的稳定性和精确度。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP274

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 姜元媛;基于PC104的图像数据采集与处理的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 付亮;基于图像的运动物体六自由度参数测量方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 褚备;多生物特征信息嵌入式采集系统研究[D];天津大学;2009年
【共引文献】
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1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 王元庆;表面疵病国家标准的一种检测方案探讨[J];安徽机电学院学报(综合版);1995年02期
3 汪萍;;LPC2214的方卡发送模块票桶升降控制系统设计[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年01期
4 李景福;赵进辉;龙志军;刘诗安;;基于离散小波变换的农业图像处理研究[J];安徽农学通报;2007年03期
5 刘立波;基于数学形态学的二值图像骨架抽取算法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2004年01期
6 吕英华;牛守强;;基于MATLAB的金属材料显微图像处理[J];鞍山科技大学学报;2006年03期
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10 陈向伟,王龙山,刘庆民;图像测量技术在微型齿轮测量中的应用[J];半导体光电;2004年06期
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1 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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7 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
8 张炜;蒋大林;郎芬玲;曹广鑫;王秀芬;;图像处理技术应用于选矿领域的综述[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
9 周灿林;李剑峰;徐建强;李方义;高成勇;司书春;王红星;;铝盖质量光学在线检测研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 郭厚焜;罗晖;Xi Kevin;林风涛;;光栅条纹图像方向自适应滤波方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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2 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
3 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
4 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
5 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
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7 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
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9 张寿明;基于冶炼过程及终点判断技术的烟化炉智能控制系统研究[D];昆明理工大学;2009年
10 康锋;基于视觉特征的早期农林火灾检测方法的基础研究[D];浙江大学;2010年
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1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 郑纪业;基于H.264的校园视频监控系统的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
3 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
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5 曹自然;大型板类零件孔形位尺寸检测系统[D];长春理工大学;2010年
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7 刘国栋;基于ARM与DSP的机器视觉硬件平台设计与研究[D];郑州大学;2010年
8 钟取发;动态环境下早期烟雾、火苗的视频分级检测研究[D];浙江理工大学;2010年
9 张云珠;工业机器人手眼标定技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨雪娇;点云的边界提取及角点检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 方桂娟;;一种基于MBF200的防盗指纹锁设计[J];安防科技;2007年01期
2 傅德彬,王吉文;运动目标高速实时数字图像测量系统[J];兵工自动化;2004年03期
3 杜小平,赵继广,崔占忠;航天器位置姿态的光学测量方法研究[J];兵工学报;2004年01期
4 徐大诚,翁桂荣;线阵CCD数据的高速采集系统[J];传感器技术;2002年09期
5 苑玮琦,张健;基于DSP的指纹识别系统的设计[J];传感器世界;2005年01期
6 马海潮;超高速数据采集技术发展现状[J];测试技术学报;2003年04期
7 黄任飞,习俊通,马登哲;一种摄像机自动标定方法的设计与实现[J];测试技术学报;2004年02期
8 张红娜,王祁;图像测量技术及其应用[J];电测与仪表;2003年07期
9 董立羽;;现代生物特征识别技术发展综述[J];电脑与信息技术;2007年05期
10 刘强;国澄明;;数字媒体处理器TMS320DM642及其应用[J];电子测量技术;2003年06期
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1 魏晓燕;基于数字图像处理的椭圆型孔径自动检测系统[D];南京师范大学;2002年
2 杨夏;高速图像实时存储系统研制及目标三维姿态的光测研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 王天明;多通道通用数据采集系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 姜海荣;基于双CCD非接触式浮体六自由度测试系统的研制[D];大连理工大学;2005年
5 李海洋;基于DSP和FPGA的多功能嵌入式导航计算机系统设计[D];南京航空航天大学;2005年
6 王艳艳;基于DSP的人工视觉图像采集系统[D];上海交通大学;2007年
7 尹乐;基于FPGA和DSP的图像多功能卡的设计与实现[D];电子科技大学;2007年
【二级引证文献】
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1 贾棋;郭禾;王宇新;刘天阳;;非接触式浮体六自由度监测系统研究[J];计算机工程与应用;2010年19期
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1 丁超;基于PC104的视频采集系统设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张凯;基于FPGA的嵌入式监控系统设计[D];河北科技大学;2011年
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【相似文献】
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9 郭松林;任殿义;张帆;;基于硬件同步采样法的工频电参数测量系统设计[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
10 孙长国;朱卫国;刘志宏;;水下测量试验参数记录系统设计与实现[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
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3 上海宝钢建设有限公司 顾雪全;智能超声波物位测量系统在冶金烧结生产线上的应用[N];建筑时报;2004年
4 ;Salzgitter 公司光整机的板形测量系统[N];世界金属导报;2006年
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10 刘颖;太阳能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理论与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
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