一种光幕测速信号的图像处理技术

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1、第35卷第9期光电工程Vol.35,No.92008年9月Opto-ElectronicEngineeringSep,2008文章编号：1003-501X(2008)09-0095-04一种光幕测速信号的图像处理技术黄战华，王东，赵杰，蔡怀宇(天津大学精仪学院光电信息工程系，天津300072)摘要：在光幕靶精密测速系统中，提出了一种基于图像处理算法的信号处理技术，消除随机噪声对光电探测信号的干扰，从而可以精确获取物体通过前后两光幕靶的间隔时间。该技术将间隔时间的计算转换为图像中目标物体尾部位置的计算。首先去除孤立点、毛刺等图像缺陷，得到只有一个连通区的图像，再用图像面积除以平均宽度计算物

2、体的长度，求出对应的尾部位置。从前后光幕图像的尾部位置分别得到了物体通过前后两光幕靶的准确时间，两者相减最终得到间隔时间。实验表明系统采用该处理技术能够精确获取间隔时间，实测的速度数据稳定、有效，测量精度可以达到0.05％。关键词：光电传感器；速度测量；图像处理；光幕靶；随机噪声中图分类号：TP911.73文献标志码：AImageProcessingTechnologyforSignalofLightScreenVelocityMeasuringSystemHUANGZhan-hua，WANGDong，ZHAOJie，CAIHuai-yu(CollegeofPrecisionInstru

3、mentandOpto-ElectronicEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract：Intheprecisionlightscreenvelocitymeasuringsystem,asignalprocessingtechnologybasedonthearithmeticofimageprocessingisputforwardtoeliminatetheinterferenceofrandomnoisetoopto-electronicdetectedsignals,sotheintervaltimeof

4、theobjectflyingthroughthetwolightscreenscanbegainedaccurately.Itconvertedthecountingofintervaltimeintothecountingofendpositionoftheobjectintheimage.Atfirst,theimagedefectssuchasisolatedpoint,burretc.wereeliminatedtogettheimagewhichhasonlyoneseriatearea,andthen,theimageareawasdividedbytheaveragewi

5、dthtogettheendpositionoftheobject.Eachtimewhentheobjectflythroughthetwolightscreenscanbemeasuredaccuratelybyusingtheendpositionoftheobjectintheimage,andtheintervaltimecanbegainedbysubtractingthetwotime.Theexperimentshowthatthesystemcangaintheintervaltimeaccuratelybyapplyingthisprocessingtechnolog

6、y,thespeeddataisstableandeffective,andthesystemmeasurementprecisioncanbeupto0.05%.Keywords：photoelectricsensor;velocitymeasurement;imageprocessing;laserscreentarget;randomnoise1引言精确获得高速运动物体通过两光幕靶的间隔时间是精密光幕测速系统的主要环节之一。在实现间隔时间测量过程中，一种方法是直接利用光电探测信号触发时间计数器，记下开始和结束两次触发信号的数值，[1]从而得到物体的飞行时间。这种方法有较高的响应速度

7、，但无法去除误触发信号，误差较大，精度不高。在该方法中，精确获取间隔时间的关键在于准确去除随机噪声造成的误触发信号，得到正确的触发信号。文献[2]利用数字滤波电路成功滤除了冲击波信号和蚊虫信号的干扰，这种方法能够去除特定干扰因素造成的误触发信号。文献[3]利用单稳电路整形去除误触发信号，这种方法具备一定的抗干扰能力，但由于加入收稿日期：2008-02-10；收到修改稿日期：2008-06-13作者简介：黄战华(1965-)，男(汉族