[发明专利]一种高效的微涡流混凝絮体检测系统

摘要

本发明涉及一种高效的微涡流混凝絮体检测系统，包括用于对反应池中絮体进行图像拍摄的CCD工业摄像机，CCD工业摄像机有四个，分别分布在反应池前后左右四个内壁上；与CCD工业摄像机有线连接，用于将图像资料由光信号转换成电信号的CCD图像传感器；与CCD图像传感器有线连接，用于对接收的电信号进行分析和处理的单片机；与单片机有线连接，用于对图像进行转换的3D图像转换模块；与单片机通过GPRS无线网络无线连接，用于进行数据传输与交换的云服务器；与单片机通过采集数据分析模块有线连接，用于对分析的数据进行处理的数据处理模块。本发明能够全方位进行画面拍摄，检测精准，数据存储安全，不会出现混乱和丢失的问题。

主权项

一种高效的微涡流混凝絮体检测系统，其特征在于，该高效的微涡流混凝絮体检测系统包括：用于对反应池中絮体进行图像拍摄的CCD工业摄像机，CCD工业摄像机有四个，分别分布在反应池前后左右四个内壁上；与CCD工业摄像机有线连接，用于将图像资料由光信号转换成电信号的CCD图像传感器；与CCD图像传感器有线连接，用于对接收的电信号进行分析和处理的单片机；与单片机有线连接，用于对图像进行分析处理的图像处理模块；图像处理模块中混沌系统的Lyapunov指数的计算方法包括：(1)一维离散混沌系统Lyapunov指数的计算设一维混沌系统为：xn+1＝F(xn)  (2.9)xn有偏差dxn，xn+1的偏差为dxn+1，则有式(2.10)，所以式(2.11)成立；xn+1+dxn+1＝F(xn+dxn)≈F(xn)+dxn·F'(xn)  (2.10)dxn+1＝dxn·F'(xn)  (2.11)假设该一维混沌映射的轨道呈现指数规律，即：|dxn+1|＝|dxn|·eLE  (2.12)其中LE是Lyapunov指数；经过式(2.13)多次迭代后，得到最终式(2.14)；dxn=dxn-1·F′(xn-1)=dxn-2·F′(xn-2)·F′(xn-1)=...=dx0Πi=0n-1F′(xi)---(2.13)]]>LE=limn→∞1nΣi=0n-1ln|F′(xi)|---(2.14)]]>(2)微分方程组Lyapunov指数的计算假设在微分方程组所确定的相空间中，选择两条起点差距为d0轨迹，经过时间τ后，差距为dτ，且d0与dτ成指数关系，即：dτ＝d0eτLE   (2.15)则Lyapunov指数为：LE=1τlndτd0---(2.16)]]>先从一条参考轨迹上找一个起点，算出与相邻轨迹的距离d0、dτ，如果dτ与d0不成指数关系，则找新的起点重算d0、dτ；经过时间τ后，选取一个新的起点，但是与参考轨迹的初始距离d0保持不变；得到一系列的d1,d2,...,dj,...；然后按(2.16)式算平均，得到最大Lyapunov指数：LE1=limn→∞1nτΣi=1nlndid0---(2.17)]]>当d0足够小，且n取足够大时，只要τ不太大，则计算的结果就与τ的具体大小无关；即用计算机可以实现这种算法，从而得到一个可靠的LE1；(3)差分方程组Lyapunov指数的计算差分方程组的定义：在Rn空间上有xi+1＝f(xi),f为Rn上的连续可微映射；f的Jacobi矩阵为：令Ji＝f'(x0)·f'(x1)·...·f'(xi‑1)并将Ji的n个复特征根的模依次按大到小的顺序排列为：|LE1(i)|≥|LE2(i)|≥...|LEn(i)|   (2.19)则f的Lyapunov指数为：LEk=limi→∞1iln|LEk(i)|,(k=1,...,n)---(2.20)]]>与单片机有线连接，用于对图像进行转换的3D图像转换模块；所述3D图像转换模块的数字图像混沌映射是指单幅图像和多幅图像参数的混沌加密和多重混合，对加密后的隐藏图像G的图像序列x(t)和载体图像F的图像序列w(t)进行α1混合得到：S1＝α1w(t)+(1‑α1)x(t),再对混合图像S1和载体图像F进行α2混合得到S2＝α2w(t)+(1‑α2)S1，依次进行至n重混合得到Sn＝αnw(t)+(1‑αn)Sn‑1，则混合图像Sn为图像F和G的n重混合图像，混合图像满足下面的关系式，Sn＝(1‑βnβn‑1...β2β1)F+βnβn‑1...β2β1G′；其中βi＝1‑αi,i＝1,2,...,n，采用Logistic映射来产生迭代参数，选定参数μ'和初值a1，由公式：αi+1＝μ'αi(1‑αi)；{αi}为混沌加密后迭代时的参数序列；与单片机有线连接，用于对运行数据进行保存的信息管理终端；与单片机通过GPRS无线网络无线连接，用于进行数据传输与交换的云服务器；与单片机通过采集数据分析模块有线连接，用于对分析的数据进行处理的数据处理模块；所述单片机与电源模块有线连接，用于提供电源；所述信息管理终端上安装有显示装置和打印装置，显示装置和打印装置均通过数据线与单片机相连接。