本文關(guān)鍵詞：基于激光三角法的物料體積計(jì)量方法研究

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【摘要】：工業(yè)領(lǐng)域中,常有一些形狀不規(guī)則的物料需要實(shí)時(shí)測量其體積。例如在物流分揀的過程,一般快遞的體積大小不一,形狀各異,很難準(zhǔn)確測量其體積。傳統(tǒng)測量不規(guī)則物體體積的方法有人工估算或者坐標(biāo)測量機(jī)。人工估算利用規(guī)則物體的長寬高替代不規(guī)則物體來估算體積,這種方法很難準(zhǔn)確計(jì)算物體體積。坐標(biāo)測量機(jī)需要利用機(jī)械接觸式探針對(duì)物體表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描來獲取物體表面信息。該方法由于與物體存在接觸,兩者存在測量力、測量時(shí)間較長、需要對(duì)接觸式探頭進(jìn)行補(bǔ)償,不能測量軟質(zhì)材料等局限性。非接觸式光學(xué)測量辦法是一種快速、簡單、精度較高的測量物料表面形狀和體積的計(jì)量方法,對(duì)提高生產(chǎn)效率和降低成本方面有重要意義。本文基于激光三角法研究傳送帶定速傳輸物料的體積測量方法,采用635nm激光器輸出點(diǎn)光源,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生線光源實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶上物料多截面掃描,通過固定位置工業(yè)相機(jī)采集物料表面反射的激光條紋信息輸入計(jì)算機(jī),從而計(jì)算出物料表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù),并采用積分方式來求解物料的體積。文章研究激光三角法測量系統(tǒng)標(biāo)定原理,采用張正友標(biāo)定算法,利用7x8標(biāo)定板完成系統(tǒng)的標(biāo)定。在參數(shù)標(biāo)定上,減少了標(biāo)定參數(shù),并采用曲線擬合來計(jì)算參數(shù)提高了計(jì)算速度。在圖像處理方面,系統(tǒng)研究了圖像噪聲的來源以及噪聲對(duì)精度的影響。采用中值濾波算法進(jìn)行預(yù)處理保證在提取結(jié)構(gòu)光中心是不受噪聲干擾。在結(jié)構(gòu)光中心線提取算法中系統(tǒng)采用曲線擬合法提取結(jié)構(gòu)光中心線,實(shí)驗(yàn)表明該方法提取結(jié)構(gòu)光中心線穩(wěn)定準(zhǔn)確,精度達(dá)到亞像素級(jí)別。在計(jì)算物料體積時(shí),首先建立數(shù)學(xué)模型,分析兩種不規(guī)則物體截面面積計(jì)算方法,最后使用積分求解傳送帶上不規(guī)則物體的體積。本系統(tǒng)軟件在VC++2010編程環(huán)境中設(shè)計(jì)完成的,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明該系統(tǒng)體積測量精度為2.58%,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)非規(guī)則物體體積精確計(jì)量。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN249

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本文編號(hào)：1254453