基于图像识别的微型倾斜传感器-go.PDFVIP

基于图像识别的微型倾斜传感器! 周江华，等 基于图像识别的微型倾斜传感器 ! #$%’(#)* +*,-% ./-*0 , 12/3* 4*$3,#5#, 周江华! 乌建中! 徐鸣谦 （同济大学机械电子工程研究所，上海! ###$ ） 摘! 要：通过人眼观察进行识读的传统水准器式倾斜仪表，直观但精度不高、灵活性不强。通过引入%% 图像传感器采集水准器中 气泡图像并结合图像识别算法分析计算气泡图形边缘，研究开发了具备倾斜角度数值输出能力的新型倾斜传感器。并进一步通过采 用’( 处理器并应用嵌入式设计方法，设计了该类型倾斜传感器的小型化原型，从而显著地提高了测量精度和应用的灵活性，克服了 传统仪表的不足。 关键词：倾斜传感器! 图像处理! 边缘检测 中图分类号：)(*+ ,! ! ! ! 文献标识码：- ’()*+,-* ：./01 0234/0/5637 78987/6: ;298= 0=8 0/70 /6;02?860; ，018 ?83;28?860 /; 5@03/684 @= 5@;82930/56 5A 1?36 8=8 ，;5 018 3BB23B= /; 650 1/:1 865:1 364 018 A78C/@/7/0= /; 75DE F 68D 0=8 5A 0/70 ;86;52 D/01 4/:/037 0/70 4303 500 /; 0125:1 /60254B/6: %% /?3:8 0236;4B82 05 B5778B0 @@@78 /?3:8 /6 78987/6: ;298= ?8082 ，3; D877 3; 05 3637=G8 364 B37B7308 @@@78 /?3:8 84:8 @= B5?@/6/6: /?3:8 28B5:6/H 0/56 37:52/01?E )186 ，018 ;758 ;86;52 25050=8 5A ;?377 ;/G8 364 /60877/:86B8 /; 48;/:684 @= 0/7/G/6: 8?@84484 = 364 ’( 25B8;H ;52 ，D1/B1 1/:17= /?2598; 018 ?83;2/6: 3BB23B= 364 A78C/@/7/0= 5A 37/B30/56 364 5982B5?8 018 /6;AA/B/86B=E ./012+3) ：)/70 ;86;52! I?3:8 25B8;;/6:! J4:8 4808B0/56 量相对水平方向的倾角，测量的倾角范围相对较小、测 %! 引言 量精度不高。因而它通常只能用来判断是否水平，而 倾斜传感器（又称为水平仪）是测量微小倾斜角 不能用来测量具体的倾斜角度。 的一种测量器具，主要用于测量或检验相对于水平位 将上面的管状水准泡改变成圆盘形后，如图 所 置的倾斜角、表面的水平度、垂直度等，因此在机械制 示，则可以通过气泡的位置来测量二维平面的倾斜角 造、设备安装和维修中，倾斜传感器是最基本的测量器 度。为了进一步提高倾角的测量范围，可将盘形水准 具之一。根据工作原理，倾斜传感器一般可以分为水 泡变为球形，可以通过计算投影平面上气泡的位置来 准器式倾斜传感器、光学倾斜仪和电子倾斜传感器等 获得球面上气泡相对于铅垂线的角度。 几大类别。 #$ 基本原理 微型倾斜传感器的设计结合了水准器式倾斜传感 器和电子倾斜仪表的优点，通过采用%% 传感器采集 图! 圆盘形水准器气泡投影示意图 水准器中气泡的图像，再通过图像处理来获取气泡的