假设检验理论在市场预测中的应用范浩锋陈龙

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1、假设检验理论在市场预测中的应用范浩锋陈龙范浩锋陈龙杭州电子科技大学电子信息学院310018摘要木文提出并实现了一种利用摄像头与激光相结合的测距方法，由激光器打出一朿强光，通过摄像头采集图像数据，数据由无线视频模块传输到电脑上并通过电脑上位机进行算法处理，通过图像识别检测出激光点在图像中的位置，根据相似三角形原理测出测距仪与目标物之间的距离。关键词CCD摄像头激光测距无线视频传输图像处理算法上位机1.引言基于激光的测距己经在很多领域中得到应用，在现实生活中有很多现成的测距组件包括超声波、红外线、甚至是激光测距仪。这些设备都能很好的运行，似是对于飞行机器人或小型探测器来说，重量是一个主要考虑因

2、素，一个可行的办法是增加现有组件的功能，并安装在机身上，例如微型飞行机器人的有效载荷大致是100g,它能利用摄像头执行视觉任务进行壁障和寻物等。更好的是，如采用两个摄像头，能提供立体的机器视觉，这样能增强壁障性能，因为双镜头提供了视觉深度，但缺点是需要增加另外一个摄像头的重量。然而木系统完成了利用一个激光器和一个摄像头来提供一个单镜头机器视觉和测距，这样就很好的解决了测距仪器的重量问题，只需在返回图像数据的基础上解决与目标物的测距问题。并且测量数据通过无线传回PC机，可以很直观的通过PC机观测到远处的概况和距离情况来进行自动控制，具有相当好的实用性和可操作性。摄像头和激光点的距离是可以通过

3、计算而得出的，公式很简单，不用做很复杂运算。因此这个技术在需要很快运行的机器视觉应用上是适合的。2.基于CCD摄像头的激光测距系统组成结构及工作原理基于CCD摄像头的激光测距系统结构框图如图1所示：图1系统结构框图基于CCD摄像头的激光测距系统示意图如图2所示，它由摄像头、激光头、无线图像传输单元及视频采集等组成。该系统主要是利用一个激光头和一个摄像头来提供一个单镜头机器视觉和测距，激光头打出的光束必须与摄像头保持平行，将激光点投射到B标物上，并在摄像头采集的图像上显示，激光束被认为是理想的平行于摄像头的中心光轴，先测出激光头与摄像头中心位置的距离h,然后在计算出光点投射到摄像头上的角度&

4、theta;，求出tanθ。根据下面公式和图2可以计算出需要的距离[1]:(需要多次试验校正数据)D=h/tanθ(1)上述公式中激光器与摄像头之间的距离h是一个常数，制作完成后就为一个固定值，角度θ是可以计算出来的。角度θ计算公式如下：θ=pfn*sr+rc(2)其中：pfn=W焦平面到中心的像素数量，sr=单个像素的弧度，rc=弧度补偿(弥补对齐错误)把上述角度公式带入⑴式可以得到，计算距离D的公式为：D=h/tan(pfn*sr+rc)(3)从图像中就能将焦平面到激光点像素数计算出来，这样就知道了从焦平面到中心的像素数量，但

5、是其他两个数据如何而来，就必须通过多次实验数据，从而知道测量距离D求出角度θ,公式为：θ(真实)=arctan(h/D)⑷得到了公式中的每个数值，就可以利用一个关系式来计算点离中点的像素数。从矫正数据中测出sr和rc两个数据以便用其带入公式(3)计算距离D。图2激光测距原理1.系统硬件构成本系统硬件组成包括CCD摄像头、激光器、无线视频传输模块、视频采集卡、PC机及电源模块等，它的主要核心部件为CCD摄像头和激光传感器，所以对这两个部件的选型也是至关重要的部分。3.1摄像头选型摄像头分为数字摄像头和模拟摄像头两大类［2】，按照成像原理不同可分为CCD和CMOS两大类

6、，CCD—般是用于摄影摄像方面的高端技术元件，应用技术成熟，成像效果较好，但是价格相对而言较贵，CMOS它相对于CCD来说价格低，功耗小。较早期的CMOS对光源的要求比较高，现在在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术，可以接近CCD摄像头的效果，但是在动态性上与CCD摄像头还冇点差距。本系统对光点位置精度要求比较高，所以采用的是CCD的单板模拟摄像头，像素是480*640,供电电压为5V,每秒25帧。如果想达到更好的效果更精确的测距可以选取分辨率清晰度更高的摄像头，尤其是测量

7、远距离0标物就必须采用高分辨率摄像头。3.2激光传感器选型激光器所用的就是平时常见的可见光波段的激光，可见光波段的波长为770〜390nm。因为要被摄像头和观测者所采集识别，所以必须使用亮度较高的激光器，激光头可以采用透镜使其聚光性能比较好，本系统中采用的是波长为600nm左石的激光，该波长段人眼也容易识别，具冇较好的可观测性。在系统工作吋激光器可一直保持常开状态，因此在激光器选型吋可选择功率适中的激光传感器以便于减少能