多规格散装油管计数方法研究

论文摘要

本文基于辽河油田的油管计数的实际科研项目,提出了对油管的计数的方法,其中对图像处理,图像拼接和融合,油管计数识别算法做了大量细致的分析与研究,并得出合理可靠的解决方案,实现了油管的计数。在油管图像处理部分,本文重点研究了图像的增强和形态学变换,并研究了基于Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Krisch算子、Gauss-Laplace算子等边缘检测算法。在图像形态学变换部分,本文采用了基于腐蚀和膨胀的分割算法。该算法通过腐蚀将每个区域收缩成一个点或无内点的小区域,这个点或小区域称为核心区域,再用膨胀从核心区域膨胀恢复得到无粘连的区域。在圆识别和计数方面,本文采用改进的随机Hough变换,并获得油管截面圆的圆心坐标和半径。在图像拼接和融合方面,本文通过一台或者两台线扫描相机得到油管端面图像,并采用SIFT算法检测尺寸空间极值点、精确定位极值点,并采用特征检测、匹配的步骤,最后完成图像的拼接和合成。在油管计数方面,加入OpenCV来提供图像检测、图形处理库等,可以完成非常丰富的功能,实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法,更好的与VC++配合,最终实现了油管的计数。此外,本文通过大量的实验来对本系统进行研究论证,其中主要包括各种照明设施和光源亮度对现场实现计数影响的研究。实验表明,本系统通过对灯和摄像机的合理选择能够处理各种情况下的油管图像。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景和来源
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 图像处理的应用与研究现状
• 1.2.2 油管计数的研究现状
• 1.3 多规格油管计数研究的意义
• 1.4 本课题的主要研究工作
• 第2章 油管计数系统的总体设计
• 2.1 硬件系统与设计
• 2.1.1 现场情况描述
• 2.1.2 硬件系统的简介
• 2.2 软件系统与设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 现场摄像系统和光源的选择
• 3.1 摄像系统
• 3.1.1 软件配置相机接口
• 3.1.2 SFGE相机指令格式
• 3.1.3 SFGE相机曝光模式
• 3.1.4 改进相机软件配置
• 3.2 照明系统
• 3.3 本章小结
• 第4章 图像处理及油管计数算法研究
• 4.1 数字图像处理
• 4.1.1 图像处理的目的
• 4.1.2 数字图像处理的一般过程
• 4.1.3 数字图像处理的主要内容
• 4.2 数字图像处理的主要方法
• 4.2.1 图像编码压缩
• 4.2.2 图像的灰度化
• 4.2.3 图像的几何变换
• 4.2.4 图像增强
• 4.2.5 图像分割
• 4.2.6 数学形态学基本原理
• 4.2.7 边缘检测及常用算子
• 4.3 本章小结
• 第5章 图像的拼接融合和油管计数的实现
• 5.1 图像的拼接
• 5.1.1 图像拼接算法的分类
• 5.1.2 图像拼接算法
• 5.2 图像融合
• 5.3 油管计数识别的实现
• 5.3.1 Hough变换
• 5.3.2 传统经典的Hough变换
• 5.3.3 随机Hough变换（Xu提出的RHT算法）
• 5.3.4 改进的随机Hough变换
• 5.4 油管的计数
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望及建议
• 参考文献
• 致谢