基于激光三角法的物料体积计量方法研究

发布时间：2017-12-05 10:14

  本文关键词：基于激光三角法的物料体积计量方法研究

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【摘要】：工业领域中,常有一些形状不规则的物料需要实时测量其体积。例如在物流分拣的过程,一般快递的体积大小不一,形状各异,很难准确测量其体积。传统测量不规则物体体积的方法有人工估算或者坐标测量机。人工估算利用规则物体的长宽高替代不规则物体来估算体积,这种方法很难准确计算物体体积。坐标测量机需要利用机械接触式探针对物体表面进行逐点扫描来获取物体表面信息。该方法由于与物体存在接触,两者存在测量力、测量时间较长、需要对接触式探头进行补偿,不能测量软质材料等局限性。非接触式光学测量办法是一种快速、简单、精度较高的测量物料表面形状和体积的计量方法,对提高生产效率和降低成本方面有重要意义。本文基于激光三角法研究传送带定速传输物料的体积测量方法,采用635nm激光器输出点光源,经光学系统产生线光源实现对传送带上物料多截面扫描,通过固定位置工业相机采集物料表面反射的激光条纹信息输入计算机,从而计算出物料表面的三维点云数据,并采用积分方式来求解物料的体积。文章研究激光三角法测量系统标定原理,采用张正友标定算法,利用7x8标定板完成系统的标定。在参数标定上,减少了标定参数,并采用曲线拟合来计算参数提高了计算速度。在图像处理方面,系统研究了图像噪声的来源以及噪声对精度的影响。采用中值滤波算法进行预处理保证在提取结构光中心是不受噪声干扰。在结构光中心线提取算法中系统采用曲线拟合法提取结构光中心线,实验表明该方法提取结构光中心线稳定准确,精度达到亚像素级别。在计算物料体积时,首先建立数学模型,分析两种不规则物体截面面积计算方法,最后使用积分求解传送带上不规则物体的体积。本系统软件在VC++2010编程环境中设计完成的,经过大量实验数据表明该系统体积测量精度为2.58%,能够实现对非规则物体体积精确计量。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN249

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本文编号：1254453