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玻璃温度表的计算机视觉检定系统研究
作者赖卫国 文章来源:本站原创 点击数:   更新时间:2006-9-6
刻度线宽度成正比。即 T=Tmin×d/n 。其中T为误差,Tmin为分度值,d为1/2线宽,n为两刻度间距。

  由上式可计算出:(1) 干湿球表T=0.02 ℃,相对误差为10.2%;(2) 地面表T=0.039 ℃,相对误差为7.8%;(3) 小通风干湿球T=0.027 ℃,相对误差为13.55%;(4) 标准表的T=0.007 95 ℃,相对误差为7.9%。

  实际上,当刻度线与水银柱头比较接近时,其图像已不可分辨,等效刻度线宽度比原宽度要大,若设增加的宽度为4条电视扫描线,即刻度线两侧各有2条不确定宽度,可计算出:

  (1) 干湿球表T=0.028 5 ℃,相对误差为14.2%;(2) 小通风干湿表T=0.042 3 ℃,相对误差为21.1%;(3) 标准表T=0.012 5 ℃,相对误差为12.5%。

  由上述结果可知,误差都为10%~ 20%。虽然计算机的测量效果并不比人眼观察更差,但这种情况也说明用计算机进行图象处理时,若在刻度线附近的分辨力处理不好,引起的误差还是比较大的。

  为解决这一问题,需从两方面入手,一是进一步改善照明条件,精确调整焦聚,增加摄像景深,达到最终提高图象小间隔的对比度,缩小图象发生灰度交连的距离。二是用软件处理方法改进,软件改进主要有几种方法,首先在进行图象滤波处理时,尽可能保持水平相关的间隔信息,只滤除垂直相关的噪声和无用信息。域值选取方面,为追踪小间隔,进行多域值扫描,域值选取为2/3、1/2、1/4、1/8等多种,当域值低时,能改善小间隔的检出率,但误选率增加,需要采取其它逻辑判断交叉处理,以剔除误选点。再就是改善刻度线宽度的测量精度,刻度线宽度对水银柱是否露头的判断影响很大。刻度线改善主要在多刻度平均、改良平滑方式和刻度线选择域值的筛选等方面进行。

6 系统对温度表的适用范围

  为了使图象识别测量程序能进行得快速准确,程序的判断过程是按某种先验的知识来设计的。这知识就是一种规范,它先告诉程序设计者,所处理的对象一定是在某个范围内变化的,程序不必在此范围之外去搜索而浪费时间。规范规定了湿度表及其图象在其标准形式上的变化范围,在这个范围内设计算法,并进行优化使其具有实用价值。然而允许变化的范围越大算法越难设计。因此规范应当既能使程序容易编制,又能包容大范围变化的对象,这二者是相矛盾的,也是本系统研制者追求完善的所在。系统的最终目标是能完全自动地代替人工读数。现在系统能达到现状是,对95%以上的温度表都能进行自动读数,对另外5%的温度表的个别温度点需要在人工干预下进行机器读数。

7 系统进一步提高性能的方向

  (1) 进一步减少人工干预读数的数量。

  (2) 除了目前的温度表转动定位控制之外,再增加对温度槽其它参量的控制功能,如温度控制、稳定时间控制和搅拌控制等。

  (3) 由于摄像机视角很小,而系统对人工装表的定位精度要求很高,且需要在温度槽内通过电视机画面进行垂直定位。应增加摄像机的垂直移位控制机构,简化人工装表的复杂性。

  (4) 采用性能更优良的照明系统,如卤素光纤照明系统,改善成像质量。

  (5) 将图象测量系统与温度槽统一设计,形成一体化的自动温度检定设备

  (6) 采用更好的摄像控制技术,消除刻度线对温度表测量的影响,使测量精度再提高。

  (7) 采用数字式标准表,取消目前往返式的温度比对方法,可把检定速度提高1倍。
 

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