基于机器视觉的河流漂浮异物检测方法研究

发布时间：2024-03-26 19:51

　　水文测验通过观测水文要素为水利建设、防汛抗旱、水资源管理提供依据,铅鱼缆道测流是水文测验中重要的项目。在测流过程中,河流漂浮异物冲撞铅鱼及其悬挂的流速仪会导致流速仪损坏,严重时异物缠绕致使承载铅鱼的缆道坍塌。河流漂浮异物严重干扰水文测验的正常工作,造成测验设施损毁,甚至危及工作人员安全,因此检测河流漂浮异物和判断异物威胁等级并在铅鱼缆道测流过程中预警和进行避障,保障测流工作安全可靠具有重要意义。相较人工观测的方式,基于机器视觉技术的河流漂浮异物检测方法对实现远程自动化测流有较大的应用价值,符合国家“智慧水文”建设的需求。运动目标检测是目前机器视觉研究的热点之一,本文主要对河流漂浮异物检测方法和异物对铅鱼的威胁等级模型进行研究。首先介绍了河流漂浮异物的特点及其危害,阐述了河流漂浮异物检测研究的意义,分析了运动目标检测方法在河流漂浮异物检测中的可行性与优势,对异物检测在国内外的研究现状进行了综述。其次研究了图像灰度化、图像滤波、图像增强等图像预处理算法,以增强河流场景图像的清晰度并凸显目标特征,为后续河流漂浮异物检测提供基础。然后介绍了运动目标检测算法,分析了各算法的特点,并针对基于背景模...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
        1.1.1 河流漂浮异物的特点及其危害
        1.1.2 河流漂浮异物检测的研究意义
        1.1.3 河流漂浮异物检测的可行性分析
    1.2 机器视觉技术及异物检测研究现状
    1.3 本文研究的主要内容与章节安排
第二章 图像预处理
    2.1 引言
    2.2 数字图像基本概念
        2.2.1 数字图像的分类
        2.2.2 数字图像的表示
    2.3 图像灰度化
        2.3.1 线性变换
        2.3.2 非线性变换
    2.4 图像滤波
    2.5 图像增强
        2.5.1 图像锐化
        2.5.2 图像对比度增强
        2.5.3 直方图均衡化
    2.6 本章小结
第三章 河流漂浮异物检测方法研究
    3.1 引言
    3.2 经典运动目标检测方法
        3.2.1 背景差分法
        3.2.2 帧差法
        3.2.3 光流法
    3.3 数据集与评价指标
        3.3.1 数据集
        3.3.2 评价指标
    3.4 河流漂浮异物检测方法
        3.4.1 ViBe算法原理
        3.4.2 负反馈运动目标检测方法
        3.4.3 自适应运动目标检测方法
        3.4.4 融合时空特征的运动目标检测方法
    3.5 河流漂浮异物检测实验与对比分析
    3.6 本章小结
第四章 河流漂浮异物识别和威胁等级模型
    4.1 引言
    4.2 河流漂浮异物识别方法
        4.2.1 YOLO的基本原理
        4.2.2 Tiny-YOLO
        4.2.3 典型河流漂浮异物识别方法
    4.3 异物威胁等级模型
        4.3.1 异物特征与威胁系数关系
        4.3.2 威胁等级
    4.4 判定河流漂浮异物威胁等级实验
    4.5 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 本文主要研究工作
    5.2 不足与展望
参考文献
附录 A 攻读硕士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3939599