【正文】 Z=(D/(AB))*(sin(w2)sin(w1)+A*cos(w1)B*cos(w2))。B=(y2f*tan(w2))/(y2*tan(w2)+f)。y2=centroids2(1,2)。y1=centroids1(4,2)。 %攝像機焦距D=20。 %t1時刻攝像機光軸與Z軸的夾角w2=(3*pi)/4。r*39。 centroids2 = cat(1, )。centroid39。b*39。 centroids1 = cat(1, )。centroid39。figuresubplot(121)imshow(BW1)BW2=im2bw(I2,)。)。subplot(121)imshow(I1)I2=imread(39。C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\39。subplot(121)imshow(G)BW=im2bw(G,)。)。subplot(223)imshow(K)%*************************************************%閾值分割I(lǐng)=imread(39。canny39。)。subplot(221)imshow(G) J= edge(G,39。)。%************************************************%sobel算子邊緣檢測和canny算子邊緣檢測I=imread(39。subplot(121),imshow(G)。)。h1=fspecial(39。)。%************************************************%sobel算子對圖像進行銳化結(jié)果I=imread(39。subplot(121),imshow(G)。,)。h1=fspecial(39。)。subplot(224)imshow(g3)%************************************************%拉普拉斯算子對圖像銳化結(jié)果 I=imread(39。,3),g1)/255。subplot(222)imshow(g1)g2=filter2(fspecial(39。 pepper39。subplot(221)imshow(G) g1=imnoise(G,39。)。subplot(222)imshow(J)subplot(224)imhist(J)%***********************************************%對圖像進行中值濾波和低通濾波I=imread(39。G=rgb2gray(I)。39。subplot(221)imshow(G) subplot(223)imhist(G)J = histeq(G)。)。subplot(222)imshow(J)subplot(224)imhist(J)%**********************************************%原始圖像及直方圖與直方圖規(guī)定化后的圖像及直方圖I=imread(39。G=rgb2gray(I)。39。此外，在論文設(shè)計過程中，導(dǎo)師的研究生趙丹陽學(xué)長也給了我很大的幫助，他在還有課程的情況下抽出時間幫助我解決遇到的困難，也對我論文的不當(dāng)之處做了適當(dāng)?shù)男薷模诖?，我也要感謝他對我的細(xì)心幫助。從剛開始選定論文題目到后面的文獻綜述、英文翻譯和最后整個論文的寫作，王慧琴老師都給予了我孜孜不倦的教導(dǎo)，尤其是遇到問題時，老師也是盡力幫助我克服遇到的難題，在老師嚴(yán)厲的督促和細(xì)心的指導(dǎo)下，我的論文按時按質(zhì)的完成了，在構(gòu)思論文時，老師用她對研究的執(zhí)著和一絲不茍的態(tài)度感染了我，也使我在完成論文時學(xué)到了很多。這次畢業(yè)設(shè)計也使我認(rèn)清了自己的不足，為我以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在進行高壓水炮定位過程中，遇到了很多難題，首先是用于空近定位的極線幾何問題，由于之前未接觸過極線幾何方面的知識，所以剛開始對空間定位的原理并不是很清楚，不過最后經(jīng)過查資料，空間幾何定位原理問題也得到了解決；還有就是在用matlab仿真計算過程中，將空間幾何定位方法轉(zhuǎn)換為用matlab程序控制，遇到了函數(shù)應(yīng)用不當(dāng)而程序無法運行的問題，最后經(jīng)過找老師同學(xué)商量后，順利的完成了程序的編寫，計算出了火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離和火源與水炮炮管中軸的夾角，利用這兩個數(shù)據(jù)，就可以通過計算機控制，驅(qū)動高壓水炮進行滅火。 本章主要是在前人研究的實現(xiàn)了火災(zāi)空間定位的基礎(chǔ)上，利用matlab強大的數(shù)學(xué)功能，實現(xiàn)定位參數(shù)的運算，利于用計算機直接驅(qū)動高壓水炮進行定點滅火，將火災(zāi)遏制在起始階段，避免了由于未能即使滅火而造成的人員和財產(chǎn)的損失。Y=((D*(y2f*tan(w2)))*((sin(w2)sin(w1)+A*cos(w1)B*cos(w2))/((A+B)D*cos(w2)))/(y2*tan(w2)+f))+D*sin(w2)Z=(D/(AB))*(sin(w2)sin(w1)+A*cos(w1)B*cos(w2))d=sqrt(Z^2+Y^2)a=atan(Z/Y) 圖43 對圖提取中心點坐標(biāo)后的圖片 通過matlab計算，得到提取的時刻二值化圖片的火災(zāi)火焰中心點坐標(biāo)： =(,) =(,)由和可計算出時刻火源的空間坐標(biāo)的Y和Z坐標(biāo)為： Y = ，Z = 進而可以求出火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水炮炮管中軸的夾角分別為： d =，a =通過火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水炮炮管中軸的夾角就可以準(zhǔn)確定位高壓水炮到火源，進行及時滅火。 %水泡轉(zhuǎn)軸到攝像機位置的距離%t1時刻火源圖像坐標(biāo)x1=centroids1(4,1)y1=centroids1(4,2)%t2時刻火源圖像坐標(biāo)x2=centroids2(1,1)y2=centroids2(1,2)A=(y1f*tan(w1))/(y1*tan(w1)+f)。 %t2時刻攝像機光軸與Z軸的夾角 f=5。) hold off%*******************************************************%火源與水泡轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水泡泡管中軸的夾角aw1=pi/4。 subplot(122) imshow(BW2) hold on plot(centroids2(:,1), centroids2(:,2), 39。)。) hold off s = regionprops(BW2, 39。 figure subplot(121) imshow(BW1) hold on plot(centroids1(:,1), centroids1(:,2), 39。)。subplot(122)imshow(BW2) 圖42 對圖二值化處理后的圖片 通過matlab中的regionprops函數(shù)處理后得到圖片為：s = regionprops(BW1, 39。subplot(122)imshow(I2) 圖41 雙目攝像機獲取的火災(zāi)火焰圖像對獲取的火災(zāi)火焰圖像進行二值化處理后得到：%將雙目圖片二值化BW1=im2bw(I1,)。C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\39。)。本文利用雙目攝像機獲取的兩幅圖像為：%引入雙目攝像機獲取的圖片I1=imread(39。 (41) (42)其中： (43) (44) (45)f——攝像機焦距；D——水炮轉(zhuǎn)軸到攝像機位置的距離；——時刻火源圖像坐標(biāo)；——時刻火源圖像坐標(biāo)；——時刻攝像機光軸與Z軸的夾角；——時刻攝像機光軸與Z軸的夾角；這樣，通過在計算機上對圖像進行二值化處理后獲得的火源在和時刻的圖像坐標(biāo)，和，時刻攝像機光軸與Z軸的夾角、以及水炮轉(zhuǎn)軸到攝像機位置的距離D，便可計算出火災(zāi)的空間位置(X,Y,Z),通過Y和Z就可以求出火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水炮炮管中軸的夾角。 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)的設(shè)計本文是在圖像型火災(zāi)探測的基礎(chǔ)上，以及實現(xiàn)了火災(zāi)空間幾何定位的基礎(chǔ)上利用matlab進行空間幾何定位的仿真的研究，即如何利用matlab將空間幾何定位轉(zhuǎn)換為用計算機控制計算的算法，用計算機實現(xiàn)定位參數(shù)的運算，再驅(qū)動高壓水炮進行滅火。1) 利用攝像機獲取火災(zāi)圖片，再將火災(zāi)空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為攝像機坐標(biāo)；2) 將攝像機獲取的圖片經(jīng)處理轉(zhuǎn)化為幀圖片，用計算機對其進行處理，排除干擾；3) 將排除干擾后的圖片進行二值化處理，提取火災(zāi)中心點坐標(biāo)，再利用之前的空間定位的方法將其通過算法處理，仿真得到火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離和火源與水炮炮管轉(zhuǎn)軸的夾角。4 高壓水炮的空間定位系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)基于圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)中的高壓水炮定位，其主要關(guān)鍵是利用雙目攝像機成像原理，獲取同一時間的不同的火災(zāi)狀態(tài)圖片，對其進行數(shù)字圖像處理，通過計算機提取火災(zāi)圖像，排除干擾，對火災(zāi)進行分析，最后根據(jù)圖像的特征，利用Matlab對其進行處理并計算，求出火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水炮炮管中軸的夾角，有了這兩個數(shù)據(jù)，就可以通過驅(qū)動程序，驅(qū)動高壓水炮進行及時和準(zhǔn)確的自動滅火。5)對五組空間位置分別賦信度，滿足由此計算可得空間位置的修正值(x，y，z)。此外通過雙目定位算法計算第三組火災(zāi)空間位置。3)電機水平向右步進轉(zhuǎn)動，當(dāng)火源重心到達圖像右邊緣中央時停止轉(zhuǎn)動。2)以較小的步進轉(zhuǎn)動水炮，同時攝像機連續(xù)采集圖像，不斷標(biāo)記火源區(qū)域重心與圖像中心比較確定移動方向，當(dāng)火源重心到達圖像左邊緣時停止轉(zhuǎn)動，此作為時刻，火源區(qū)重心的像素坐標(biāo)為并記錄下當(dāng)前電機的水平角度反饋。但是，火災(zāi)火焰是一個不斷動態(tài)變化的過程，中間必然存在誤差。在物方坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間我們得到如下關(guān)系： (318) (319)，視平面上的點p(x,y)與空間中的對應(yīng)點p(X,Y,Z)有如下的關(guān)系： (320)將等式(320)帶入(318)、(319)得到：(321) (322)其中： (323)這樣，就可以求出火源距水炮轉(zhuǎn)軸的距離d和火源與水炮炮管中軸的夾角。 圖 火源、攝像機、物方坐標(biāo)系的關(guān)系圖圖中：0XYZ——物方坐標(biāo)系；f——攝像機焦距；D——水炮轉(zhuǎn)軸到攝像機位置的距離；——時刻圖像坐標(biāo)系；——時刻圖像坐標(biāo)系；——時刻火源圖像坐標(biāo)；——時刻火源圖像坐標(biāo)；——時刻攝像機光軸與Z軸的夾角；——時刻攝像機光軸與Z軸的夾角；S——火源中心距物方坐標(biāo)系原點距離；——火源中心與Z軸的夾角；圖是發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后的時刻的火源、攝像機、物方坐標(biāo)系的關(guān)系。當(dāng)高壓水炮轉(zhuǎn)動時，前后兩次攝像機位置的之間位移就構(gòu)成了基線，對攝像機在不同位置采集的圖像進行火源區(qū)域匹配之后便求得視差，這樣就構(gòu)成了雙攝像機進行空間定位的兩個要素。這樣，根據(jù)相似三角形原理，計算得到的距離攝像頭的位置為: (317) !因此，需要對傳統(tǒng)的雙目定位算法進行改進，以提高精確度。下面計算一下出現(xiàn)誤差時的情況。在理想情況下，兩個攝像頭所攝得的目標(biāo)物體在圖片上的