_基于图像的烟雾浓度检测技术研究

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1、分类号：TP391单位代码：10110学号：20090288基于图像的烟雾浓度检测技术研究中北大学硕士学位论文基于图像的烟雾浓度检测技术研究王新玲硕士研究生王新玲指导教师孙运强中北大学学科专业信号与信息处理2012年6月5日 图书分类号TP391密级非密UDC621.38硕士学位论文基于图像的烟雾浓度检测技术研究王新玲指导教师（姓名、职称）申请学位级别孙运强教授工学硕士专业名称信号与信息系统论文提交日期2012年6月5日论文答辩日期2012年6月5日学位授予日期论文评阅人年月日任鸿秋王明泉王建民答辩委员会

2、主席2012年6月5日 原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；

3、③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：日期：导师签名： 中北大学学位论文基于图像的烟雾浓度检测技术研究摘要论文基于图像处理方法开展烟雾浓度检测技术研究，针对火炮炮口烟雾浓度形成机理及其检测方法，设计实现火炮炮口烟雾浓度检测系统。烟雾检测技术主要分为基于图像检测与基于激光检测两种，分别通过对烟雾图像与激光穿透性的研究实现烟雾检测，广泛应用于火灾检测、工业环保、军事领域。现代战争

4、中，常规武器系统在发射过程中产生的烟焰越少越好。因此，保证火炮能量充足的前提下，对烟雾浓度进行检测可以为发射药的研究提供重要的参考依据。论文通过研究基于图像的烟雾检测理论和基于激光的烟雾检测理论，根据Mie散射理论模型和朗伯—比尔(Lambert—Beer)定律建立烟雾动态模型，分析目前基于烟雾本身特征、多光谱图像的烟雾检测技术和基于光偏振特性、光后向散射的烟雾检测技术，进行消光系数的表述与计算等，结合发射药的燃烧特性以及烟雾产生的机理，提出了基于图像处理和激光相结合的烟雾浓度检测方案，设计了基于高速摄影

5、的图像和激光相结合的烟雾检测系统，搭建了信号获取及调理电路，以及同步触发电路。实验选用650nm、780nm、850nm、980nm四种激光器搭建激光穿透性实验平台，研究了四种不同波长激光器在不同光程下的烟雾穿透实验，为炮口烟雾检测时激光器的选择提供依据，研究结果表明980nm激光器穿透性最强，符合激光在大气的传输特性；采用摄像机搭建烟雾图像和激光检测相结合的实验平台，研究了基于MATLAB的图像灰度值的处理方法，通过对图像灰度值的处理和激光透过率的分析，建立了图像灰度值和烟雾浓度的关系，最终实现检测烟雾

6、浓度的目的。关键词：烟雾浓度，激光检测，透过率，图像处理，灰度值 中北大学学位论文ResearchonaSmokeConcentrationDetectionTechnologybasedonImageProcessingAbstractThisPapercarriedoutthesmokeconcentrationdetectiontechniquesbasedonimageprocessingmethod,theformationmechanismanddetectionmethodsforartil

7、lerymuzzlesmokeconcentration,anddesignedanartillerymuzzlesmokeconcentrationdetectionsystem,fortheformationmechanismanddetectionmethodsofartillerymuzzlesmokeconcentration.Thesmokedetectiontechnologyisdividedintotwokindsofimagedetectionandlaser-baseddetecti

8、on,respectively,throughthestudyofsmokeimageandthelaserpenetratingtodetectthesmoke,whichiswidelyusedinfiredetection,industrialenvironmentalprotection,themilitaryfield.Inmodernwarfare,smokeandflameofconventionalweapon