基于氣致變色傳感器的圖像識(shí)別系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，信息的后端處理得到了很大提高，但是信息的采集獲取技術(shù)卻相對(duì)落后，制約著傳感器技術(shù)的發(fā)展。因此，本文從信息采集獲取方法入手，并依托較為成熟的后端信息處理技術(shù)，對(duì)新型的氣體傳感器的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。制作的傳感器前端為敏感材料制作的氣敏陣列，它將傳統(tǒng)的氣體嗅覺信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X上的顏色信息，后端用嵌入式系統(tǒng)對(duì)前端陣列圖像進(jìn)行采集和處理，然后通過Hough變換和顏色識(shí)別算法完成圖像的識(shí)別以判別氣體。該傳感器具有響應(yīng)快，

2、檢測準(zhǔn)確，操作簡單，便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，目前可識(shí)別的易揮發(fā)有機(jī)氣體可達(dá)14種。
　　 將多種不同的氣敏材料固定到一個(gè)基片上，組成氣敏陣列，該陣列可對(duì)不同的氣體產(chǎn)生不同的顏色響應(yīng)陣列從而達(dá)到辨別氣體的效果，其發(fā)明者稱該技術(shù)為“可視嗅覺”，此方法很類似于我們從石蕊試紙是否由藍(lán)色變到紅色，就可判斷出溶液是否呈酸性一樣，只是它有多種敏感材料，組成了氣敏陣列，從而檢測范圍和精度更好了?；凇翱梢曅嵊X”技術(shù)原理，利用氣敏陣列，本文設(shè)計(jì)了基于有機(jī)

3、氣敏變色材料的傳感器系統(tǒng)，并對(duì)后端的圖像識(shí)別進(jìn)行了重點(diǎn)研究和分析，主要研究內(nèi)容和設(shè)計(jì)過程如下：
　　 1．以新的思路研究了易揮發(fā)有機(jī)氣體的檢測原理，它包括氣敏陣列的顏色響應(yīng)原理和相應(yīng)的圖像檢測原理，同時(shí)以此原理為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的各個(gè)部分。
　　 2．制作了氣敏陣列并建立了氣體特征向量數(shù)據(jù)庫。分析了一些對(duì)易揮發(fā)有機(jī)氣體敏感的材料和用這些材料制作氣敏陣列的方法，然后用這些氣敏陣列對(duì)多種易揮發(fā)有機(jī)氣體做了實(shí)驗(yàn)測試，獲得了氣體

4、特征向量數(shù)據(jù)庫，最后用MATLAB編程計(jì)算了氣體特征向量間的距離，選出了可有效檢測的氣體，并用主成分分析法分析了氣敏陣列圖像識(shí)別氣體的特點(diǎn)。
　　 3．根據(jù)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)了圖像的采集和保存，即在嵌入式系統(tǒng)上利用攝像頭采集圖像，并將圖像以bmp格式保存到系統(tǒng)內(nèi)存。
　　 4．完成了圖像識(shí)別算法的設(shè)計(jì)。主要任務(wù)是針對(duì)所要識(shí)別的圖像即顏色陣列，利用所得到的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計(jì)出簡單高效的圖像識(shí)別算法，快速準(zhǔn)確的得到圖像所代表的氣體。這里