油罐車加載裝置定位系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、目前，我國石油企業(yè)在國內(nèi)進行石油運輸時大多采用鐵路運輸方式。由于油罐車的容量限制，每次運輸都需要使用大量的槽車運載，油料的加載過程十分繁瑣。傳統(tǒng)上，需要操作人員在每次灌裝時都需要對加載裝置(通常為大鶴管)進行人工定位，勞動強度大，很容易產(chǎn)生疲勞，發(fā)生事故，并且手動對接的速度也十分緩慢，效率很低。因此，迫切需要一種加載裝置的自動定位系統(tǒng)的出現(xiàn)來提高灌裝效率，降低工作強度。目前比較流行的解決方式是通過攝像頭進行視頻采集后，發(fā)送給計算機進行處

2、理。但是計算機體積龐大，且由于通用計算機并不是為了工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的，穩(wěn)定性較差，無法適應(yīng)灌裝現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。因此，本文采用了一種實時視覺采集結(jié)合高性能嵌入式數(shù)字處理器實時進行處理的方式，大大提高了灌裝的準確性和穩(wěn)定性。
　　 本文的創(chuàng)新在于使用了CCD相機對油罐車灌口進行定位，使用IEEE1394串行總線作為圖像的傳輸總線，并且將可編程邏輯器件(FPGA)與數(shù)字信號處理器(DSP)結(jié)合起來，構(gòu)建成一個高性能的嵌入式處理系統(tǒng)對圖像

3、進行處理，來替代使用計算機作為圖像處理器的傳統(tǒng)方式。不僅成本低，功耗低，并且由于采用特制的元器件，相對于傳統(tǒng)計算機具有更好的穩(wěn)定性，這對于實際工作和生產(chǎn)是具有十分重要的意義的。
　　 本論文首先介紹了油罐車加載裝置的工作原理，研究了圖像定位技術(shù)的理論和發(fā)展趨勢。結(jié)合實際的工作環(huán)境，提出了油罐車加載裝置定位系統(tǒng)的設(shè)計方案。根據(jù)設(shè)計方案，給出了具體的硬件和軟件設(shè)計。硬件上使用了CCD相機對圖像進行捕捉，然后將采集到的數(shù)據(jù)通過IEEE

4、1394接口傳輸?shù)紽PGA內(nèi)對系統(tǒng)進行控制，最后通過DSP對采集到的圖像進行處理。軟件上首先結(jié)合整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計給出了相應(yīng)的軟件驅(qū)動程序，然后根據(jù)灌口的圖像特征，給出了具體的實現(xiàn)算法。算法上本文首先對灌口的數(shù)字圖像使用鄰域平均法進行濾波，去除了圖像中的噪聲。再采用大律法對圖像進行二值化處理，確定出灌口的邊沿。然后，根據(jù)圓上任意兩條不平行弦的中垂線相交點即為圓心的原理，確定出整個灌口的圓心。最后再根據(jù)圓心坐標使用PID算法實現(xiàn)對加載裝置