基于機(jī)器視覺(jué)的水下廢氣氣泡測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、AIP動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用使得常規(guī)潛艇的長(zhǎng)時(shí)間潛航成為可能，但隨之而來(lái)的是潛艇廢氣濃度隨時(shí)間的持續(xù)增高。潛艇廢氣管理系統(tǒng)將這些氣體排入大海時(shí)會(huì)形成大量的氣泡，這些氣泡改變了周圍海水的聲光特性，使得潛艇的隱身性和安全性受到影響。因此，測(cè)量不同水深處氣泡大小的變化對(duì)于研究氣泡對(duì)潛艇隱身性能的影響具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　 為了研究不同水深氣泡大小的變化情況，本文先對(duì)水下廢氣氣泡的運(yùn)動(dòng)模型和傳質(zhì)模型進(jìn)行了耦合分析，得出了不同水深處不同大小氣泡的可

2、探測(cè)性結(jié)論，為后續(xù)的機(jī)器視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　 本文隨后針對(duì)潛艇廢氣氣泡的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了水下廢氣氣泡的發(fā)生模擬裝置，為機(jī)器視覺(jué)測(cè)量提供了目標(biāo)。又按照機(jī)器視覺(jué)各硬件的選型要求，結(jié)合本項(xiàng)目的階段性要求選擇了照明設(shè)備、相機(jī)、鏡頭、圖像采集卡、處理終端及其他硬件設(shè)備。根據(jù)水下氣泡成像的具體特點(diǎn)，針對(duì)性的提出了改進(jìn)照明方式和優(yōu)化相機(jī)參數(shù)的意見(jiàn)，得到了滿足測(cè)量要求的氣泡圖像。
　　 針對(duì)水中氣泡圖像邊緣模糊、對(duì)比度低的特

3、點(diǎn)，本文基于NI視覺(jué)軟件對(duì)氣泡圖像進(jìn)行了預(yù)處理，主要包括系統(tǒng)標(biāo)定、噪聲抑制、對(duì)比度增強(qiáng)等工作。在流程上，本文先對(duì)各項(xiàng)理論進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，再在VBAI配置環(huán)境中進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，最后在搭載了NI Vision的LabVIEW環(huán)境中進(jìn)行優(yōu)化完善。
　　 完成上述處理后，本文在常用邊緣檢測(cè)算子的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于組合優(yōu)化的邊緣檢測(cè)算法對(duì)氣泡的邊緣進(jìn)行檢測(cè)。由于需要測(cè)量氣泡位于不同水深時(shí)的半徑大小，本文針對(duì)氣泡群的幾何特征對(duì)相鄰圖片上的氣泡進(jìn)行