基于视频的船舶吃水线检测方法的研究

论文摘要

随着运输业的发展,船舶运输越来越受到人们的关注。船舶水尺计重是国内外广泛用于船舶运输大宗廉价散装货物计量重量的方法,计重结果可作为商业纠纷的依据。所以船舶吃水测量的准确性对保护托运人、发货人和收货人的利益都具有重要意义。吃水线准确的检测会减少“超吃水”现象的发生,便于对破坏航道的船舶进行索赔,切实保护航道资源、保障航道畅通。本文主要研究了在人眼不能准确确定吃水线在刻度字之间的值,利用图像处理技术,设计吃水线自动检测系统。本文的吃水线自动检测系统,运用图像处理算法进行吃水线的边缘检测、刻度字分割和识别、吃水线值的求取。该系统允许管理人员通过计算机读取任务完成数据处理,能够提高检测的效率和准确度,本系统具有定位准、精度高的特点。本文首先研究了几种边缘检测算子,并对边缘进行了检测,通过对检测结果的比较,采用Canny算子检测出吃水线。为了找到准确的吃水线边缘,利用水平投影和连通域的方法,去除了伪边缘。由于得到的边缘是间断的,使用最小二乘法拟合出代表水平面位置的直线。根据水尺标志的特点,计算出水平面距离所在刻度上边缘的距离。利用水平定位的二值图的投影,得到了准确的单个分割字符。然后用BP神经网络对分割出来的字符进行识别,计算出吃水线的值,最终实现了吃水线的检测。通过对多帧图像的实验,表明本文使用的方法是有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 吃水线检测技术的发展现状
• 1.2.1 人工观测
• 1.2.2 超声波测量
• 1.2.3 压力传感器
• 1.2.4 电子水尺
• 1.3 图像处理技术在吃水线检测的应用
• 1.4 本文工作及安排
• 第2章 相关图像处理知识
• 2.1 图像的种类
• 2.2 常用的几种滤波
• 2.3 图像二值化原理
• 2.4 投影定位
• 2.5 膨胀腐蚀
• 2.6 RGB图与灰度图的转换
• 2.7 本章小结
• 第3章 吃水线边缘检测
• 3.1 吃水线检测算法总体结构设计
• 3.2 吃水线边缘检测
• 3.2.1 边缘检测算子检测边缘
• 3.2.2 提取吃水线边缘
• 3.3 最小二乘法对水平面的直线拟合
• 3.4 本章小结
• 第4章 刻度字的分割和识别
• 4.1 获得水平面距离所在刻度上边缘的距离
• 4.2 船帮上刻度字的分割
• 4.3 基于BP神经网络的字符识别
• 4.3.1 图像预处理
• 4.3.2 BP神经网络的基本原理
• 4.3.3 训练集的设计
• 4.3.4 网络结构的设计
• 4.4 吃水线值的求取
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历