原木材積是衡量原木品質的一項重要指標,而端面直徑測量是原木材積檢測的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段木材廠多數(shù)采用人工檢尺法測量端面直徑信息,存在測量效率低、誤差大、耗時長、過程復雜的問題。機器視覺測量是一種非接觸式測量方法,具有精度高、效率高、實時性高等優(yōu)點,已被越來越多地應用在實際生產、生活中。本文針對原木端面直徑測量目標,開發(fā)一套便攜非接觸式測量裝置,在保證測量精度的前提下高效的完成測量工作。設備在檢測距離5-30cm范圍內,對目標尺寸10-60cm的被測物體檢測誤差低于10%。本文首先設計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)包含采集測量目標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)需求對系統(tǒng)中的相應傳感器和攝像頭進行標定,分析被測物體線激光圖像中的感興趣區(qū)域,設計尺寸計算方案。為了減少線激光周圍噪聲對目標特征的影響,提出對R、G、B通道灰度分量進行加權運算的方法,在此基礎上對被測物體圖像進行預處理并提取線激光特征。在特征尺寸計算方法方面對比及分析周長均值法、骨架長度法及橫向像素點計算法三種計算方案的測量結果,運用四種數(shù)據(jù)擬合算法... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：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量裝置12圖3.3線激光器Figure3.3Linelaser（3）激光測距測距模塊是用來獲取目標物體與裝置攝像頭的距離，傳統(tǒng)的超聲波測距模塊輸出精度相對較低，面積小的物體有一定概率檢測不到，導致測量距離誤差大，而激光測量模塊和超聲波測量模塊的原理近似。由于激光的定向性較高，能夠更高精度的檢測空間信息。測量距離的整個過程包括向對應檢測物發(fā)出光束脈沖并對該檢測物傳送回來的信號進行識別。在使用過程中，在該模塊里存在能夠識別自身激光信號的敏感單元，通過計算這個過程的時間差，輸出距離結果。而且該激光測距模塊體積孝成本低，因此本文選用此方案進行距離獲齲所選用的模塊如圖3.4所示，該型號為VL53L1X，輸出格式為串口，響應距離0~2m，精度0.1cm，滿足本文的測量需求。圖3.4激光測距傳感器Figure3.4LaserRangeFindingSensor（4）攝像頭嵌入式系統(tǒng)常用的攝像頭主要有三個型號，查閱相關資料將這三款攝像頭主要參數(shù)列表對比。

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

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3463916