基于視頻處理技術(shù)的轉(zhuǎn)速測量與監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、在旋轉(zhuǎn)機械中，經(jīng)常會涉及到對發(fā)動機轉(zhuǎn)速的測量，并要求轉(zhuǎn)速測量的實時性與正確性。轉(zhuǎn)速的檢測與控制在工業(yè)過程的實時控制中也占有很大的比重，它對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有著至關(guān)重要的影響，在發(fā)電機的應用中，電機轉(zhuǎn)速是判斷電機運行狀況的重要標志之一。傳統(tǒng)的測量轉(zhuǎn)速方法有機械式轉(zhuǎn)速測量方法、磁電式方法、振動測速方法和光電式方法等。但都是以單片機和傳感器為核心，致使用戶界面不夠友好，而且采用這些測量方法的測速儀表不便于與計算機通訊，而且受到計算機通訊端口數(shù)目的

2、限制。
　　 本文以軟件為核心，將數(shù)字圖像處理技術(shù)用于轉(zhuǎn)速測量中，設(shè)計了與背景顏色有較大的反差的矩形旋轉(zhuǎn)標志物，便于后期的圖像處理，結(jié)合PC機和普通USB攝像頭實現(xiàn)圖像采集系統(tǒng)，提出了一種非接觸式轉(zhuǎn)速測量的新方法。只需累積被測物體上輔助標志在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下相鄰兩幀旋轉(zhuǎn)矢量之間的夾角，便可得到平均轉(zhuǎn)速。
　　 而轉(zhuǎn)角測量的精度直接影響了轉(zhuǎn)速測量的精度，因此，本文重點研究了轉(zhuǎn)角測量的方法。為了測量轉(zhuǎn)角，對旋轉(zhuǎn)體在空間坐標系中的關(guān)

3、系進行了研究，并建立了旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)速測量模型。現(xiàn)代科學實現(xiàn)小角度的測量已經(jīng)不是難題了，但這都是以復雜精密的機械結(jié)構(gòu)為代價的，而且這些角度無方向性可言。本文使用USB攝像頭和PC機采集并處理圖像，利用幾何矢量法求取兩幀之間旋轉(zhuǎn)角度，這樣不僅省卻了機械結(jié)構(gòu)，而且也減少了人為操作產(chǎn)生的誤差，為實現(xiàn)智能化角度測量提供了可能。只要現(xiàn)場光照條件合適，就可以被應用，因此有廣泛的應用前景。
　　 上述圖像采集及處理、特征向量提取、數(shù)據(jù)分析及輸出都

4、采用VC++6.0編寫完成，實現(xiàn)了算法的效率，可擴展性強，適用于普通的計算機測控應用。
　　 本文非接觸式檢測方法避免了傳統(tǒng)接觸式方法因機械磨損、打滑、振動等帶來的誤差。無污染、無損傷，可用于電子檢測和工業(yè)控制中作轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角快速而精確測量。隨著CCD技術(shù)的進一步發(fā)展，這種限制因素的影響必將越來越小，測量轉(zhuǎn)速上限為1200r/min～1500r/min都能得到精確測量結(jié)果。實驗表明該方法用于測量分析物體的轉(zhuǎn)速具有較高的精度，抗干擾