基于fpga的线结构光中心线提取关键技术的研究

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4、hnologyofstripelightcenterlinesbasedonFPGAByQuYueADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringChangchunInstituteofOpticsFineMechanicandPhysicsOctober,2016摘要基于FPGA的线结构光中心线提取关键技术的研究曲岳（机械工程）导师：刘艳滢研究员摘要随着我

5、国铁路事业的不断发展，高铁渐渐地走进了我们的生活，凭借着能够持续高速平稳运行，乘坐安全舒适等优点,受到了大家的青睐，成为重要的交通工具。而如何对高铁列车进行检修，确保列车能够持续安全、舒适地高速运行，是我国现阶段亟待解决的问题之一。高铁列车检修工程的主要任务是对高铁车身是否有形变、是否有异物、螺钉是否松动甚至脱落等安全指标进行检测，检修任务的主要工作包含CCD摄像机标定、线结构光光条的中心线提取、高铁车身信息处理等。本文的研究课题属于其中的一部分工作，是对线结构光光条中心线提取部分进行研究与探索。本文将结构光三维测量技术应用于该课题项目中，通过对测量的数据进行分析

6、与处理，对高铁车身安全性进行判断。结构光的光条中心线提取是高铁列车检修工程的第一步，中心线提取效果会影响列车检修后续工作的处理效果，因此，结构光光条中心线提取的地位十分重要。光条中心线提取算法经过国内外研究者们数十年的研究与探索，已经提出了一系列的光条中心线算法以及一些相应的改进算法，但在复杂的实际应用中，已有的算法不能够很好的适用于高铁检测，中心线提取效果不够理想，仍然存在许多的困难需要克服，如中心线位置偏移、算法抗噪能力差、提取速度与精确度难以平衡等，因此本文对光条中心线提取算法做出了改进，以便能够更好地满足高铁车身检测的要求，以及实现相应硬件系统架构设计的方

7、式、方法。本文针对高铁车身检测过程中的光条中心线提取技术进行了研究，主要是光条I中国科学院大学硕士学位论文：基于FPGA的线结构光中心线提取关键技术的研究中心线提取的软件模拟，建立算法模型，以及算法硬件实现。由于现有的光条中心线提取算法不能达到高铁检修工程对速度、精度的要求，因此本文在现有的光条中心线提取方法的基础上，提出了一种针对灰度重心法的改进算法。首先选用中值滤波器对光条图像进行预处理操作，削弱噪声对光条提取操作的干扰程度；然后用最大类间方差法对图像进行分割操作，分离出待处理的光条目标区域；最后对光条区域进行灰度值加权运算，提取出光条中心线。实验结果表明，本

8、文提出的方