基于图像识别的液位在线读取

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1、第28卷第2期辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2009年4月Vol.28No.2JournalofLiaoningTechnicalUniversity（NaturalScience）Apr.2009文章编号：1008-0562(2009)02-0284-04基于图像识别的液位在线读取代素梅，张贵涛，钟旭，宋冲，贾瑞清（中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083）摘要：为实现液位实验结果在远程实验中的在线读取，提出应用图像处理的方法进行液位识别。经过背景差分、二值化和中值滤波的图像处理过程，建立了液位读取计算

2、模型，把图像待识别部分和特征匹配模板都用一维向量表示是一种较好的建立计算模型的方法。同时研究液位误差的影响因素，摄像头光轴与玻璃管的垂直度和玻璃管与水平面的垂直度是引起误差的关键；确定了误差分析模型并用于校正识别结果。实验结果表明，液位图像识别的精度较高，可满足实际应用要求，是一种具有很好发展前景的液位读取方法。关键词：液位；图像处理；特征匹配；误差分析中图分类号：TH-39文献标识码：ALiquidlevelon-linereadingbasedonimagerecognitionDAISumei，ZHANGGuitao，

3、ZHONGXu，SONGChong，JIARuiqing(SchoolofMechanical,ElectronicandInformationEngineering,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Beijing100083,China)Abstract：Inordertoreadliquidlevelon-lineduringremoteexperiment,itisproposedthatapplyingimageprocessingisusedtorecognizetheli

4、quidlevel.Throughtheprocessofimagebackgrounddifference,imagebinarizationandmedianfilter,theliquidlevelrecognitionmodelwasestablished.Intherecognitionmodel,boththepartstoberecognizedandthefeaturematchtemplatewereshownbyonedimensionvectors.Meanwhile,factorsthatinflue

5、nceliquidlevelerrorwerealsostudied.Thekeyfactorsthatcauseerrorsareverticalitybetweencameraopticaxisandglasstubes,andverticalitybetweenglasstubesandthehorizontal.Hencethemodeloferroranalysiswasdrawn,andwasusedforadjustingtheresults.Experimentalresultsindicatethatthe

6、identificationaccuracyisgoodenoughforpracticaluse.Imageprocessingisanewmethodforidentifyingliquidlevelandhasagooddevelopmentprospect.Keywords：liquidlevel；imageprocessing；featurematch；erroranalysis0引言法等。实际应用中需要根据不同的应用场合设计完[5]成相应的液位测量传感器。本文提出应用图像识基于网络的远程仪器应具备完整的用于实验别

7、的方法，针对透明玻璃管中的液位进行研究，可测量的输出信号和用于实验过程控制的输入/输出节约开发成本，缩短开发周期。[1]利用计算机图像识别技术，建立适用性强、处通道。但目前高等教育中使用的大部分实验仪器并非这种结构。常用的实验结果形式有液位、表盘理效率高的液位读取计算模型，分析液位误差的影指针刻度等，并没有完整的输出通道。传统的流体响因素，实现了液位的在线读取。实际应用结果表[2-4]明，这种方法具有较高的精度和很大的实用价值。力学实验包括伯努利方程、雷诺数及风洞实验等，实验结果以无色透明玻璃管中的液位值代表所测量的压力，液

8、体为无色透明的水。因此，开发流1液位在线读取系统的工作原理体力学远程实验室，需要研究液位的在线读取。基于图像处理的液位在线读取系统是通过获液位测量常用的方法有吹气法、差压法和电容得的图像信息对透明玻璃管中水柱的形状、尺寸等收稿日期：2007-09-10基金项目：国家自然科学基金项目资助（5