桥梁防撞与限高检测方法的研究

发布时间：2017-04-27 09:03

  本文关键词：桥梁防撞与限高检测方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：交通运输一直是现代社会的重要部分。交通运输在推动国民经济发展的同时也带了许多安全问题,如何有效实现桥梁隧道的限高检测,是交通运输安全的重要课题之一。在目前的检测方法,仍然以人工测量与监测为主,缺少主动有效的实时限高检测装置,因此,船撞桥、车撞梁等事故依然频发。本文采用区别于传统的的限高检测方法,提出了两套用作不同场景的限高检测方案。本文中的限高检测系统使用线激光作为光源,相比较于基于点状激光的检测装置,线激光能够为限高检测提供更为完整的目标信息。本文提出的基于三角测距的限高检测系统,使用红外线激光作为主动光源,对应波段的滤波片与摄像机作为信号接收装置。根据三角测距原理设计并搭建了实验系统,讨论了测距的精度和范围。在推导系统测距公式、校正测距公式的基础上,进行了编程实现、摄像机校正,实现了线激光扩散角范围内的目标高度检测。本文提出了适用于远距离超高目标的限高检测系统。系统通过Hadamard编码成像的方式采集目标信号,获得高信噪比的目标图像,同时,根据压缩感知理论,在信号采样上作出了一定的改进。在信号观测过程中,压缩与采样同时进行,并以少量观测数据重构原始信号,在保留了足够的信息的同时,还大幅缩短了编码成像的成像周期。本文研究了压缩编码成像的各个部分,完成了系统的设计,并完成了不同压缩比下的成像仿真实验。
【关键词】：线激光 三角测距 压缩感知 限高检测
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 研究的目的和意义9-10
• 1.2 桥梁防撞与限高检测方法研究现状10-12
• 1.3 hadamard编码成像技术12-13
• 1.4 压缩感知理论13-19
• 1.4.1 压缩感知理论基础13-16
• 1.4.2 压缩感知理论相关应用16-19
• 1.5 论文安排19-21
• 第2章 基于三角测距的限高检测方案21-34
• 2.1 基于线激光的三角测距方法21-24
• 2.1.1 激光三角测距原理21-22
• 2.1.2 三角测距误差分析22-23
• 2.1.3 基于线激光的三角测距23-24
• 2.2 限高检测方案24-25
• 2.3 实验系统的设计与搭建25-29
• 2.4 三角测距的软件实现29-33
• 2.4.1 摄像机校正与光点定位30-31
• 2.4.2 距离与坐标换算公式31-33
• 2.5 小结33-34
• 第3章 压缩编码成像理论34-47
• 3.1 稀疏矩阵与信号稀疏性讨论34-38
• 3.1.1 稀疏化表示34-37
• 3.1.2 稀疏矩阵的构造37-38
• 3.2 成像系统的测量矩阵38-43
• 3.2.1 hadamard编码原理及其优缺点38-41
• 3.2.2 编码矩阵的选择41-43
• 3.3 压缩感知重构方法43-45
• 3.4 小结45-47
• 第4章 基于压缩编码成像的限高检测方案47-61
• 4.1 限高检测方案47-48
• 4.2 压缩编码成像系统48-49
• 4.3 基于DMD的编码模板49-56
• 4.3.1 数字微镜阵列模块49-54
• 4.3.2 编码矩阵在DMD上的实现54-56
• 4.4 仿真与实验56-60
• 4.4.1 点目标仿真与实验56-58
• 4.4.2 线激光图像的重构仿真58-60
• 4.5 小结60-61
• 总结61-62
• 参考文献62-65
• 附录65-74
• 攻读学位期间发表的论文与研究成果清单74-75
• 致谢75

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本文编号：330287