基于图像传感器的圆心定位技术实用化研究.pdf

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1、4传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第10期≯研究与探讨、09基于图像传感器的圆心定位技术实用化研究赵炯，侯晓梦，杨天琳，王军辉(1．同济大学机械工程学院，上海201804；2．上海申通地铁集团有限公司，上海201103)摘要：基于图像传感器的圆心定位技术适用于多种非接触式测量系统。这类技术对测量环境的要求比较苛刻。以提高圆心定位技术的适应能力为目的，提出了针对抗干扰、边界识别和圆心拟合等测量过程关键技术环节的实用化改进方案，综合运用了时间递推滤波、深度优先

2、搜索算法和迭代最小二乘法等方法。改进后的测量系统具有良好的稳定性和适应性，在地铁隧道形变监测项目中成功投入使用。关键词：数字图像处理技术；边界识别；圆心拟合；抗干扰能力中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1000-9787(2Ol1)10-0004-04Study0nappliedtechnology0fcirclecenterlocationbaSed0nimagingSenS0rZHA0Jiong，HOUXiao—meng。YANGTian．1in．WANGJun—hui(1．SchoolofMechanical

3、Engineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China；2．ShanghaiShentongMetroCo．Ltd，Shanghai201103，China)Abstract：Thecirclecenterlocationtechniquewhichbasedonimagingsensorisappliedtovariousnon—contactmeasuringsystems，yettherequirementoftheenvironmentmeasuringisverystrict．

4、Toenhancetheadaptabilityofcenterlocationtechnique，animprovementprogramisproposedwhichispracticalindealingwiththekeytechnologiesinmeasuringprocesssuchasanti-jamming，edgeexamination，centerpointfitting，etc．Itcomprehensivelyusesthemethodsoftimerecursivefiltering，depthfirs

5、tsearchalgorithmanditerativeleastsquaremethod．Theimprovedmeasuringsystemhasgoodstabilityandadaptability，andhasbeenusedsuccessfullyinthemonitoringsystemfordeformationofsubwaytunne1．Keywords：digitalimageprocessingtechnology；edgerecognition；circlecenterfitting；anti-jammi

6、ngcapability0引言用于安全保障的数据。基于圆心定位的坐标传递机制可以基于图像传感器的远程非接触式测量技术用于大范围有效解决大范围测量设备性能、数量与系统成本之间的矛监测时，成本控制方面有明显优势。以图像传感器采集的盾，相比于光纤监测等高价的成熟技术，运用于实际中的可图片为分析对象，可以有效简化测量系统的机械结构，并在能性更大。一定范围内以较低成本获得比较理想的测量精度⋯。图基于坐标传递的延续性，方案设计集中在一个区间内，即地铁隧道两站之间。系统的总体布局如图1所示，图像像处理中的圆心定位技术适用于直接计算目标物所处位传

7、感器沿着隧道轴线的方向，相互间隔2O～30m的距离安置，有利于测量系统的自动化，具有较大的实用价值。本文装在隧道的内壁上，每个镜头对准自身前方图像传感器背以地铁遂道变形监测系统项目为背景，在项目中通过软硬部的目标光源，间隙性地进行拍摄，经过图像数据的采集、件设计，改进圆心定位技术达到高精度、全自动化测量的目分析，对目标光源进行圆心定位，得到其相对坐标的偏移的。量，从而测出相邻2个断面之间的相对位移。通过对所有1总体测量方案设计断面相对位移数据进行融合与分析，完成区间内部的坐标地铁隧道形变监测一直以来都需要耗费大量的人力物传递，最终

8、得到某一断面在整个隧道区间内的绝对位移。力或者运用价格极其昂贵的大范围自动化测量系统才能完区间之间同样通过坐标传递进行数据连接，最终通过一个成，实际操作中基本以人工定期测量代替实时监测来提供测量断面将所有数据引回到一个绝对坐标系中。收稿日期：2O1