原木材積是衡量原木品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),而端面直徑測(cè)量是原木材積檢測(cè)的重要環(huán)節(jié)�，F(xiàn)階段木材廠多數(shù)采用人工檢尺法測(cè)量端面直徑信息,存在測(cè)量效率低、誤差大、耗時(shí)長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜的問(wèn)題。機(jī)器視覺(jué)測(cè)量是一種非接觸式測(cè)量方法,具有精度高、效率高、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn),已被越來(lái)越多地應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)、生活中。本文針對(duì)原木端面直徑測(cè)量目標(biāo),開(kāi)發(fā)一套便攜非接觸式測(cè)量裝置,在保證測(cè)量精度的前提下高效的完成測(cè)量工作。設(shè)備在檢測(cè)距離5-30cm范圍內(nèi),對(duì)目標(biāo)尺寸10-60cm的被測(cè)物體檢測(cè)誤差低于10%。本文首先設(shè)計(jì)一套基于線激光特征的圖像采集系統(tǒng),系統(tǒng)的MCU采用STM32H7控制器,系統(tǒng)包含采集測(cè)量目標(biāo)圖像信息與距離信息的功能、圖像處理以及數(shù)據(jù)保存與顯示的功能。其次根據(jù)需求對(duì)系統(tǒng)中的相應(yīng)傳感器和攝像頭進(jìn)行標(biāo)定,分析被測(cè)物體線激光圖像中的感興趣區(qū)域,設(shè)計(jì)尺寸計(jì)算方案。為了減少線激光周?chē)肼晫?duì)目標(biāo)特征的影響,提出對(duì)R、G、B通道灰度分量進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算的方法,在此基礎(chǔ)上對(duì)被測(cè)物體圖像進(jìn)行預(yù)處理并提取線激光特征。在特征尺寸計(jì)算方法方面對(duì)比及分析周長(zhǎng)均值法、骨架長(zhǎng)度法及橫向像素點(diǎn)計(jì)算法三種計(jì)算方案的測(cè)量結(jié)果,運(yùn)用四種數(shù)據(jù)擬合算法... 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

人工原木檢尺Figure1.1Crudewoodruling

基于線激光與圖像的便攜非接觸式原木端面直徑測(cè)量裝置12圖3.3線激光器Figure3.3Linelaser（3）激光測(cè)距測(cè)距模塊是用來(lái)獲取目標(biāo)物體與裝置攝像頭的距離，傳統(tǒng)的超聲波測(cè)距模塊輸出精度相對(duì)較低，面積小的物體有一定概率檢測(cè)不到，導(dǎo)致測(cè)量距離誤差大，而激光測(cè)量模塊和超聲波測(cè)量模塊的原理近似。由于激光的定向性較高，能夠更高精度的檢測(cè)空間信息。測(cè)量距離的整個(gè)過(guò)程包括向?qū)?yīng)檢測(cè)物發(fā)出光束脈沖并對(duì)該檢測(cè)物傳送回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。在使用過(guò)程中，在該模塊里存在能夠識(shí)別自身激光信號(hào)的敏感單元，通過(guò)計(jì)算這個(gè)過(guò)程的時(shí)間差，輸出距離結(jié)果。而且該激光測(cè)距模塊體積孝成本低，因此本文選用此方案進(jìn)行距離獲齲所選用的模塊如圖3.4所示，該型號(hào)為VL53L1X，輸出格式為串口，響應(yīng)距離0~2m，精度0.1cm，滿足本文的測(cè)量需求。圖3.4激光測(cè)距傳感器Figure3.4LaserRangeFindingSensor（4）攝像頭嵌入式系統(tǒng)常用的攝像頭主要有三個(gè)型號(hào)，查閱相關(guān)資料將這三款攝像頭主要參數(shù)列表對(duì)比。

基于線激光與圖像的便攜非接觸式原木端面直徑測(cè)量裝置12圖3.3線激光器Figure3.3Linelaser（3）激光測(cè)距測(cè)距模塊是用來(lái)獲取目標(biāo)物體與裝置攝像頭的距離，傳統(tǒng)的超聲波測(cè)距模塊輸出精度相對(duì)較低，面積小的物體有一定概率檢測(cè)不到，導(dǎo)致測(cè)量距離誤差大，而激光測(cè)量模塊和超聲波測(cè)量模塊的原理近似。由于激光的定向性較高，能夠更高精度的檢測(cè)空間信息。測(cè)量距離的整個(gè)過(guò)程包括向?qū)?yīng)檢測(cè)物發(fā)出光束脈沖并對(duì)該檢測(cè)物傳送回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。在使用過(guò)程中，在該模塊里存在能夠識(shí)別自身激光信號(hào)的敏感單元，通過(guò)計(jì)算這個(gè)過(guò)程的時(shí)間差，輸出距離結(jié)果。而且該激光測(cè)距模塊體積孝成本低，因此本文選用此方案進(jìn)行距離獲齲所選用的模塊如圖3.4所示，該型號(hào)為VL53L1X，輸出格式為串口，響應(yīng)距離0~2m，精度0.1cm，滿足本文的測(cè)量需求。圖3.4激光測(cè)距傳感器Figure3.4LaserRangeFindingSensor（4）攝像頭嵌入式系統(tǒng)常用的攝像頭主要有三個(gè)型號(hào)，查閱相關(guān)資料將這三款攝像頭主要參數(shù)列表對(duì)比。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于機(jī)器視覺(jué)的柔性體振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)研究[D]. 常浩.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于機(jī)器視覺(jué)的小范圍精密測(cè)量技術(shù)研究[D]. 宋振躍.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2009
[5]圖像邊緣檢測(cè)算法的研究[D]. 張晶.山東大學(xué) 2006
[6]基于數(shù)據(jù)擬合的攝像機(jī)標(biāo)定及其應(yīng)用研究[D]. 羅瑜林.華中科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3463916