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VC水下汽泡采集处理系统设计(2)
1.2古往今来的研究概要
1.3 本次设计的主要工作
如上所述,我们要依照上面的流程设计,对水下的由汽泡发生器产生的汽泡进行图像上的捕捉,并且结合之前的研究,设计出一个测量
系统
。该系统要求图像精度高,稳定。
首先,需要一个汽泡发生器,这个在我院的实验室中有具体的
材料
。针对水下汽泡的上升运动模型,大概探索出其产生上升破灭的规律,以求更好的掌握其运动情况。然后利用实验室中的摄像机进行图像的采集工作,录下汽泡的视频,然后截取好用的图案,放入电脑中,进行程序化的处理。最后,利用VC软件进行有关算子程序的设计,以处理图像等。
2 对于水下的汽泡的摄影采样
2.1模拟的水下环境
在水下舰船的运动过程当中,一定会在其后面有大量汽泡产生,对于这些汽泡,许多水下潜艇有办法去改良,然而,不可避免的也会在浅水区上浮,发出汽泡,这样,就给光学探测带来了机会,想要捕捉到发出的汽泡,首先要模拟出一个类似的环境出来。在实验室中,我用到了一个较大的玻璃水缸,放在一个稳定的实验桌上,在水缸中倒入三分之二的水,随后,放入实验室中的汽泡发生器,后发现汽泡发生器发出的汽泡过去细小,以我的摄影装备和实验室中的装备难以捕捉清晰,于是用一块较大的抹布,裹住了汽泡发生器,使之发出的汽泡不那么小,不那么难以捕捉。在打开汽泡发生器之后,我对汽泡发生器的输出等级做了调整,使之在抹布的包裹之下能够输出符合实验需求的汽泡。使得处理图像更加容易。随后,源源不断的汽泡就从汽泡发生器中发散出来,升到了顶部。
2.2图像采集的具体步骤
首先,将一台电脑和实验室的摄像机相连,使得摄像头拍摄下的视频信息能够直接存入电脑当中,在调试完毕之后,打开实验室的照明灯,并且打开电脑里的摄像开关,摄像头开始工作。这里要提到的是,在测量观测的过程中,照明用具的使用也要纳入到考量的范围之内。优秀的照明用具可以使得水缸内的汽泡与背景产生足够的灰度差距。最终,选择了LED灯,因为其具有响应速率快而且稳定度较高的特点,适合对目标的探测。
在摄像头开始工作后,视频录入到了电脑当中。在我们选择电脑的时候,也要注意一些问题,电脑的硬件配置要有一定的性能要求。比如说,
计算机
的处理速率就很重要,其次,稳定性也是一个关键性的因素,这样,在接收摄像头传来的大数据的时候才能够从容面对。此外,摄像头到电脑有很多种接口。主要的是USB接口以及PCI接口等。本人这次选用的电脑是联想thinkpad E420笔记本电脑,改笔记本电脑的参数如下:CPU:intel酷睿I5,操作系统:WIN7 32位,内存为2GB。
此外,还需要一副支架,用以固定摄像头,使其能够在平稳的环境中拍摄,在固定支架的过程中,需要反复比对,以保证在摄影时,固定住摄像头,使摄像头不会发生晃动。在本次实验中,使用的是普通的三角支架。
在拍摄过程当中,本文选取了两种摄影的方式,一种是镜头面直接对准目标平行于水缸壁,实行同轴光的照明。之后,又从上向下进行了全侧光的照明,镜头面平行于水缸底。同轴光的好出是可以增强纹理细节,并且减少阴影。全侧光照射的时候,对象的光比很大,有助于描绘出目标的表面特征。而辅助用的LED灯可以起到配合相机的作用,可以在某种程度上打消背景以及除了水下汽泡以外的事物的干扰。
在取得了视频后,格式为MPG,直接用电脑打开,然后截图,截图的格式为G,。随后,使用画图软件转成BMP格式,BMP格式是VC系统可以调用的格式。
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