在船舶、航运、水工建筑的科研和生产中,需要对波浪的波形及其大小进行测量分析。目前国内常用的浪高仪是电阻式或电容式浪高仪。浪高仪的输入输出信号都是模拟量,既不能直接提供分析数据,又无法克服各种传感器本身的非线性误差。虽然近几年来,已采用A/D变换法,将波高模拟信号变成数字信号进行计算机采样,仍然无法消除非线性的问题,且A/D转换结果又增加了一次失真,使得最后测量结果与波高仍具有较大的偏差。另外浪高仪属于接触性测量,它本身对于波浪运动就存在干扰。由于传统的波浪测量方法存在诸多的缺陷和不足,需要新的测量方法加以改进。 本文给出了一种新的波浪测量方法和系统。其基本原理是利用CCD图像传感器摄取波浪运动的信息,经图像采集卡采集和预处理后送入计算机进行数字图像处理,最后得到波浪运动的参数。本测量系统不仅具有较高的测量精度,而且避免了与波浪的直接接触,实现了非接触式测量,减少了对波浪运动的干扰;同时,还大大提高了大连理工大学船模试验水池的自动化水平。 本文首先介绍了计算机视觉技术的发展及应用,对本测量系统的硬件结构进行了阐述;然后对系统的测量原理与软件算法进行了分析,并给出了CCD摄像机定标的具体方法;最后建立了双目视觉测量模型,基于Virtual C++的环境编写了系统测量软件,对波浪运动的参数进行了测量与计算,并对其结果进行误差分析与处理,改变了波浪参数的传统测量方法。