曲线拟合在钢管计数中的应用与研究

论文摘要

钢管在销售和管理中的计数问题,一直是一项重要并且复杂、繁琐的工作。传统的钢管计数只能由人工来进行,不仅工作量大,而且容易出错、效率低下。因此,研究开发出一套钢管自动计数系统的要求也越来越迫切,对解决计数难题、提高工作效率、促进经济增长有着重要意义。由于数字图像处理技术有着非接触、处理灵活的优点。为解决钢管自动计数这一问题,本文将在此技术基础上介绍一种基于最小二乘椭圆拟合算法的计数方法。首先从摄像机或者数码相机采集钢管图像,再利用数字图像处理技术对其进行灰度格式变换、平滑处理、边缘检测、阈值分割、边缘细化等预处理,最后通过最小二乘法对钢管截面的椭圆参数进行拟合计数。1.论述了数字图像处理的一般理论和方法,对灰度格式转换、图像平滑、边缘检测、阈值分割、图像细化等预处理方法进行了对比论证,确定了钢管自动计数的系统流程和方法。2.提出了一种基于数字图像处理的钢管自动计数方法,通过最小二乘椭圆拟合来确定钢管端面形成的椭圆的几何参数,进而实现钢管的自动计数。利用拟合椭圆参数来确定拟合椭圆与钢管端面对应关系。3.利用VC++软件平台开发了数字图像处理和钢管自动计数软件。既可验证各步图像处理的算法,也可快速实现钢管的自动计数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关技术及研究现状
• 1.3 研究内容和结构安排
• 第2章 钢管图像的预处理
• 2.1 数字图像处理简介
• 2.2 位图格式转换
• 2.2.1 调色板技术
• 2.2.2 真彩色图像转换位灰度位图
• 2.3 图像增强
• 2.3.1 图像的平滑
• 2.3.2 钢管图像的去噪声
• 2.4 钢管图像的边缘检测
• 2.4.1 经典边缘检测算子
• 2.4.2 实验结果分析
• 2.5 阈值分割
• 2.5.1 常见的阈值分割方法
• 2.5.2 钢管图像的阈值分割
• 2.6 边缘细化
• 第3章 最小二乘椭圆拟合实现钢管计数
• 3.1 曲线拟合
• 3.2 最小二乘法的基本原理
• 3.3 最小二乘法求椭圆参数的应用
• 3.4 利用椭圆参数进行钢管计数的实现
• 3.4.1. 拟合椭圆求得椭圆参数
• 3.4.2. 检验椭圆参数
• 3.4.3. 比较椭圆位置关系
• 3.4.4. 根据保留的椭圆实现计数
• 第4章 拟合椭圆位置关系比较的改进算法
• 4.1 椭圆中心位置关系判断方法的分析
• 4.1.1 椭圆中心位置判断方法的不足
• 4.1.2 椭圆的同心椭圆
• 4.2 利用椭圆的同心椭圆关系实现计数
• 4.2.1 判断同心椭圆来实现钢管计数的可行性
• 4.2.2 利用同心椭圆实现钢管计数的方法
• 4.3 钢管识别结果及分析
• 4.3.1 钢管识别实验
• 4.3.2 实验结果分析
• 结论和展望
• 1 结论
• 2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果