空间智能图像反馈控制软件设计与实现

发布时间：2023-04-07 21:31

　　微重力下熔体润湿性高精度在线实时测量关键技术研究是面对空间站关键构件未来在轨连接和在轨修复、设备零部件空间3D打印的应用需求,提供地面和空间的润湿性对比实验条件,为材料模拟计算提供准确的参数输入,为未来空间站和空间材料科学研究提供技术支撑,同时实验结果将促进地面材料工艺的改进。针对在空间环境下,设计的软件需要达到节约存储资源,减少信息传送量的目的,并且实现无人值守的功能。本文提出的空间智能图像反馈控制软件的研究是为了开展空间站高温关键材料的润湿性验证实验,为我国空间站及未来微重力材料科学实验提供技术支撑。实验中的硬件设备有激光光源、加热炉、高分辨率相机、PC端。激光光源从外部对加热炉中的熔体样品提供光照;加热炉是熔加热的装置,内置有温度传感器,并可以从外部设置升温速率并且显示温;高分辨率相机固定于另一侧的支架上,进行激光光源下的熔体实时图像采集,并将图像传输到PC端;PC端装载着的空间智能图像反馈控制软件进行反馈调节相机采集帧率。在熔体加热熔化过程中,空间智能图像反馈控制软件实现实时监控、智能采集图像的第一步是对相机接口二次开发,在此基础上,对采集到的图像进行目标检测、轮廓跟踪、边缘检...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 目标检测技术的国内外研究现状
        1.2.2 边缘检测技术的国内外研究现状
        1.2.3 图像特征匹配国内外研究现状
    1.3 研究内容
第2章 目标检测算法
    2.1 图像轮廓形态学处理
        2.1.1 二值化操作
        2.1.2 图像滤波
        2.1.3 形态学处理
    2.2 目标熔体轮廓跟踪算法
        2.2.1 轮廓跟踪算法
        2.2.2 基于图形几何特征分割
        2.2.3 漫水填充进行目标定位
    2.3 本章小结
第3章 基于Canny边缘检测和Hu矩的目标匹配算法
    3.1 Canny边缘检测技术
    3.2 基于Hu矩相似度的识别检测技术
        3.2.1 图像的矩
        3.2.2 Hu矩理论
        3.2.3 Hu矩不变性的详细描述
        3.2.4 Hu矩的特点
        3.2.5 基于Hu矩相似度判别熔化结点算法
    3.3 本章小结
第4章 软件需求分析
    4.1 引言
        4.1.1 软件需求分析编写目的
        4.1.2 文档内容和阅读意见
        4.1.3 范围
    4.2 环境需求
    4.3 系统概述
    4.4 软件概述
        4.4.1 软件功能
        4.4.2 软件结构
    4.5 功能需求
    4.6 数据库需求
    4.7 算法需求
        4.7.1 目标检测算法需求
        4.7.2 边缘检测算法需求
    4.8 性能需求
    4.9 可靠性需求
    4.10 本章小结
第5章 软件设计分析
    5.1 文件处理模块
    5.2 参数设置模块
    5.3 图像处理模块
    5.4 物理量求解模块
    5.5 智能控制模块
        5.5.1 相机的二次开发
        5.5.2 预处理
        5.5.3 轮廓跟踪算法
        5.5.4 目标定位
        5.5.5 边缘检测
        5.5.6 基于Hu矩进行图像相似度匹配
    5.6 本章小结
第6章 结果分析与展望
    6.1 界面介绍
    6.2 实验结果验证
        6.2.1 实验评估指标
        6.2.2 智能检测熔体熔化结果图
        6.2.3 Hu矩相似度结果验证
        6.2.4 智能采集与静态帧率法存储大小对比
    6.3 展望
    6.4 本章小结
参考文献
致谢
作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3785357