CCD动态图像跟踪方法及应用.pdfVIP

第4 6 卷第3 期 . 46, . 3 大 连 理 工 大 学 学 报 Vol No 2 0 0 6 年 5 月 Journa l of D a l ian Un iver sity of Techn ology M ay 2 0 0 6 ( ) 文章编号: 2006 0304 1305 CCD 动态图像跟踪方法及应用 李 玉 成 , 　桂 福 坤 ( 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连　116024 ) 摘 要: 利用CCD 图像采集设备, 结合计算机图形编程, 实现了对动态图像的扫描处理, 从而 获得跟踪点的运动轨迹图像. 通过对 CCD 成像机理分析, 实现了不同布置条件下由图像坐 标到实际坐标的转换, 并可直接获得跟踪物体的运动速度、加速度及倾斜角度等基本数据结 果. 该方法大大减轻了试验图像分析的工作难度及工作量, 为深水网箱等动态物体的运动分 析提供了高效手段. 关键词: CCD ; 图像扫描; 网箱运动; 坐标转换 中图分类号: T P 3 17. 4 文献标识码: A 0　 引　 言 而黑白图像可采用 8 位色阶, 其最大的优点是构 ( ) ( ) ( ) 成图像颜色的红 R 、绿 G 、蓝 B 三种基色的 深水网箱是海洋牧场建设的重要手段之一, 灰 阶值是相同的, 这将大大方便跟踪点的识别. 在 国内发展迅速. 网箱设置于深水区域, 受风浪 为了跟踪给定点的运动轨迹, 需要显著区分跟踪 潮流的作用明显强于近岸水域, 因此其安全性、可 点与背景的灰阶值, 两种方法可以实现这一 目的: 靠性一直是影响网箱事业发展的一个关键因素. 一是增加跟踪点的灰阶值, 使跟踪点亮于背景颜 深入研究网箱水动力、运动及变形特性是促进网 色; 另一种方法刚好相反, 即设法使跟踪点暗于背 箱发展的一项基本工作. 网箱在波浪及潮流的作 景颜色. 本文采用第一种方法, 在跟踪点系缚点 用下表现出复杂的受力及运动特性. 直到 目前为 光源以增加其在图像中的灰阶值, 如图 1 所示. 止, 物理模型试验仍是深水网箱相关研究的重要 手段[ 1、2 ]. CCD 作为一种快速图像采集设备, 在众 多领域中已广泛应用, 在网箱运动及变形模型试 验中同样发挥着重要作用. 本文主要讨论 CCD 图像跟踪在网箱研究中 的应用. 在网箱运动分析中, 最终要获得网箱的 实际位移量、倾角的变化过程、跟踪点的速度及加 速度. 这一过程主要包括图像获取、跟踪点扫描