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信息处理技术介入自来水行业是近年来水厂发展最显著的特点,控制加入絮凝剂的多少是水厂自动化的关键技术之一。本文在总结和分析现有混凝方法的基础上,重点研究了水处理絮凝过程中的絮体沉降速度检测技术。通过对特征提取、预测跟踪算法的分类研究,探索和提出一种代价函数结合改进MHT的多目标跟踪新算法,研究并成功开发了一套絮体颗粒沉降速度的自动检测系统。
本文阐述了该系统的总体结构、硬件和软件实现以及工作流程,主要内容总结如下:
1)对于多目标图像序列,我们需要对每一帧采集到的原图像进行数字图像处理,包括滤波、阈值化和形态学滤波,把图像转变成特征信息清晰的二值图像。
2)本文设计了一套特征信息提取算法获取每个目标的面积、宽度、高度与重心位置等特征参数。
3)本文在研究多目标跟踪算法的基础上,提出了一种代价函数结合改进MHT的多目标跟踪算法来跟踪水中的絮体颗粒,通过目标运动估计模块和目标匹配与跟踪模块,实现了对多运动目标的跟踪。
4)对于目标跟踪过程中出现的轨迹交叉、轨迹合并等情况所引起的目标关联错误,使用了改进MHT算法来进行数据关联进而产生正确的轨迹。主要方法是对产生关联错误的区域里的目标进行分类处理,增加前后相邻帧的分析,从而确定正确的关联方法。最终,通过获得絮体颗粒的沉淀速度来评价水处理混凝的效果。