旋切机用原木直径测量系统开发与方法研究
发布时间：2021-02-13 23:34
目前,大多数中小型旋切机厂中投入生产的半自动化型旋切机在原木去皮工段均用人眼目测、手工对辊的方式完成,尚未实现旋切原木直径的自动化测量。为了能够准确快速的测量原木直径,解决原木去皮工段的人力占用问题,实现原木直径的自动快速测量,本文根据旋切机厂的实际生产状况设计并开发了两种基于不同非接触式测量方法——基于图像测量方法和基于超声波测距方法的测量系统。基于图像测量的测量系统其研究思路主要是利用图像处理技术对采集到的带有一字激光线段的图像进行图像预处理,设计五种不同的计算方案对标准树模进行标定得到测量值数据,并利用六种不同的拟合方法得到测量值与真实值间对应的数学模型,最终根据拟合模型的评判参数得出可用于测量系统的最优测量模型并带入系统完成测量系统的开发。基于超声波测距的测量系统主要是利用超声波测距原理来测量旋切原木直径,选用STM32单片机作为核心控制器控制整体电路,当光电开关检测到原木运送至测量范围内时向单片机发送信号,单片机触发三路超声波传感器开始测量原木直径,最终测量结果进行逻辑计算后被送至LCD屏显示。最终,在旋切机设备现场分别使用两种基于不同方法的测量系统对20根旋切原木实际测量并...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
树巷3代B十
３．?２．?１核心控制器选型??为了能够满足中小型旋切机厂尽可能降低生产成本、处理速度快、设备体积小、??操作简单的实际生产需求，树莓派３代Ｂ＋型被选定作为核心处理设备，如图３．２所??示。树莓派（Ｒａｓｐｂｉａｎ?Ｐｉ）又称卡片式电脑，是一种尺寸与卡片相似的微型计算机。??它是一种基于Ｌｉｎｕｘ操作系统并且以ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤ卡作为内存硬盘的微型电脑，可通??过４个ＵＳＢ接口连接外接设备和网线接口连接以太网络以及连接显示屏的输出接口??和ＨＤＭＩ接口（韩宇、张磊，２０１６树莓派）。??？＾＝＝１－二－??图３．２树莓３代Ｂ＋??Ｆｉｇ?３．２?Ｒａｓｐｂｉａｎ?Ｐｉ?Ｂ＋??３．２．２辅助激光器选型??由于旋切机工厂生产环境复杂，原木传送板上有大块木屑等杂物对后续图像分割??造成了困难，同时，为了能够准确快速的确定原木边缘信息，激光器被选用作为辅助??光源。实验中先后选用两种激光光源：一字红色激光光源和一字红外不可见激光光源，??来辅助完成直径的测量，如图３．３、图３．４所示，具体参数如表３．１所示，并验证环境??光是否对图像分割产生较大影响。??％??Ｖ??图３．３?６５０ｎｍ?—字红色激
表３．１?—字激光器的相关参数??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｒｅｌｅｖａｎｔ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ａ?ｌｉｎｅａｒ?ｌａｓｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??波长?电压?尺寸?电流６５０ｎｍ?２．８Ｖ－５Ｖ?２６ｘ?１２０ｍｍ?＜１２５ｍａ９４０ｎｍ?２．８Ｖ－５Ｖ?１６ｘ７０ｍｍ?＜４００ｍ装置选型??光源属于不可见激光，必须配有滤光设备才能清工业ＵＳＢ摄像头上安装了定制型号、尺寸的片分类中的一种，它仅能允许在指定波段范围以外的所有光信号将受到阻挡不能通过，其中５％以内的波段。对应选用的激光光源，我们光片。??采集设备选型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于边缘检测的零件轮廓识别系统开发[J]. 许鑫杰,王秀锋,鲁文其,游文辉,吴迪,杨亮亮. 机电工程. 2019(02)
[2]基于Canny算子的福橘图像边缘检测研究[J]. 刘现,蔡淑芳,黄语燕. 东南园艺. 2018(06)
[3]基于RS-485总线的多路超声波传感器测距系统设计[J]. 杨志江,郑昆,耿春明,夏继强. 传感器与微系统. 2018(12)
[4]基于曲线拟合的红外成像测温定标方法研究[J]. 官上洪,杨海波,邵铭,刘小虎. 光电技术应用. 2018(05)
[5]便携式树木胸径测量系统的研制[J]. 孙林豪,方陆明,唐丽华,刘江俊. 北京林业大学学报. 2018(09)
[6]基于傅里叶拟合的PEMFC温度建模仿真[J]. 高一方,陈唐龙,吴赟松,C.Y.Ling,韩明. 太阳能学报. 2018(03)
[7]指数函数拟合公路隧道工程沉降规律的方法研究[J]. 张子贤. 城市道桥与防洪. 2017(12)
[8]自适应高斯滤波图像去噪算法[J]. 王海菊,谭常玉,王坤林,杜凤娟,吴智军,高仕龙. 福建电脑. 2017(11)
[9]基于无人机图像分析的树木胸径预测[J]. 刘文萍,仲亭玉,宋以宁. 农业工程学报. 2017(21)
[10]保持型磁性开关在液动换向阀上的应用[J]. 马强. 山东工业技术. 2017(13)
博士论文
[1]便携式测树仪的研制及应用研究[D]. 陈金星.北京林业大学 2016
[2]手持式超站测树仪研制及功能测试研究[D]. 徐伟恒.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在林业调查中的应用[D]. 卢贞.合肥工业大学 2018
[2]基于机器视觉的圆形线材表面缺陷图像识别研究[D]. 杨培义.华东交通大学 2017
[3]室外环境下基于双目立体视觉的同时定位与建图[D]. 樊俊杰.中国科学技术大学 2016
[4]羽毛片图像处理方法的应用研究[D]. 黄亮亮.广东工业大学 2015
[5]基于机器视觉的瓷环表面缺陷检测系统研究[D]. 路璐.上海交通大学 2014
[6]在线式轮对踏面擦伤成像检测系统[D]. 孙冉.南京航空航天大学 2014
[7]基于拉绳传感器的树木直径记录仪的设计与实现[D]. 陈金星.浙江农林大学 2013
[8]超声图像的自适应边缘增强方法[D]. 刘迪昱.四川大学 2006
本文编号：3032751
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
树巷3代B十
３．?２．?１核心控制器选型??为了能够满足中小型旋切机厂尽可能降低生产成本、处理速度快、设备体积小、??操作简单的实际生产需求，树莓派３代Ｂ＋型被选定作为核心处理设备，如图３．２所??示。树莓派（Ｒａｓｐｂｉａｎ?Ｐｉ）又称卡片式电脑，是一种尺寸与卡片相似的微型计算机。??它是一种基于Ｌｉｎｕｘ操作系统并且以ＳＤ／ＭｉｃｒｏＳＤ卡作为内存硬盘的微型电脑，可通??过４个ＵＳＢ接口连接外接设备和网线接口连接以太网络以及连接显示屏的输出接口??和ＨＤＭＩ接口（韩宇、张磊，２０１６树莓派）。??？＾＝＝１－二－??图３．２树莓３代Ｂ＋??Ｆｉｇ?３．２?Ｒａｓｐｂｉａｎ?Ｐｉ?Ｂ＋??３．２．２辅助激光器选型??由于旋切机工厂生产环境复杂，原木传送板上有大块木屑等杂物对后续图像分割??造成了困难，同时，为了能够准确快速的确定原木边缘信息，激光器被选用作为辅助??光源。实验中先后选用两种激光光源：一字红色激光光源和一字红外不可见激光光源，??来辅助完成直径的测量，如图３．３、图３．４所示，具体参数如表３．１所示，并验证环境??光是否对图像分割产生较大影响。??％??Ｖ??图３．３?６５０ｎｍ?—字红色激
表３．１?—字激光器的相关参数??Ｔａｂｌｅ?３．１?Ｒｅｌｅｖａｎｔ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ａ?ｌｉｎｅａｒ?ｌａｓｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??波长?电压?尺寸?电流６５０ｎｍ?２．８Ｖ－５Ｖ?２６ｘ?１２０ｍｍ?＜１２５ｍａ９４０ｎｍ?２．８Ｖ－５Ｖ?１６ｘ７０ｍｍ?＜４００ｍ装置选型??光源属于不可见激光，必须配有滤光设备才能清工业ＵＳＢ摄像头上安装了定制型号、尺寸的片分类中的一种，它仅能允许在指定波段范围以外的所有光信号将受到阻挡不能通过，其中５％以内的波段。对应选用的激光光源，我们光片。??采集设备选型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于边缘检测的零件轮廓识别系统开发[J]. 许鑫杰,王秀锋,鲁文其,游文辉,吴迪,杨亮亮. 机电工程. 2019(02)
[2]基于Canny算子的福橘图像边缘检测研究[J]. 刘现,蔡淑芳,黄语燕. 东南园艺. 2018(06)
[3]基于RS-485总线的多路超声波传感器测距系统设计[J]. 杨志江,郑昆,耿春明,夏继强. 传感器与微系统. 2018(12)
[4]基于曲线拟合的红外成像测温定标方法研究[J]. 官上洪,杨海波,邵铭,刘小虎. 光电技术应用. 2018(05)
[5]便携式树木胸径测量系统的研制[J]. 孙林豪,方陆明,唐丽华,刘江俊. 北京林业大学学报. 2018(09)
[6]基于傅里叶拟合的PEMFC温度建模仿真[J]. 高一方,陈唐龙,吴赟松,C.Y.Ling,韩明. 太阳能学报. 2018(03)
[7]指数函数拟合公路隧道工程沉降规律的方法研究[J]. 张子贤. 城市道桥与防洪. 2017(12)
[8]自适应高斯滤波图像去噪算法[J]. 王海菊,谭常玉,王坤林,杜凤娟,吴智军,高仕龙. 福建电脑. 2017(11)
[9]基于无人机图像分析的树木胸径预测[J]. 刘文萍,仲亭玉,宋以宁. 农业工程学报. 2017(21)
[10]保持型磁性开关在液动换向阀上的应用[J]. 马强. 山东工业技术. 2017(13)
博士论文
[1]便携式测树仪的研制及应用研究[D]. 陈金星.北京林业大学 2016
[2]手持式超站测树仪研制及功能测试研究[D]. 徐伟恒.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在林业调查中的应用[D]. 卢贞.合肥工业大学 2018
[2]基于机器视觉的圆形线材表面缺陷图像识别研究[D]. 杨培义.华东交通大学 2017
[3]室外环境下基于双目立体视觉的同时定位与建图[D]. 樊俊杰.中国科学技术大学 2016
[4]羽毛片图像处理方法的应用研究[D]. 黄亮亮.广东工业大学 2015
[5]基于机器视觉的瓷环表面缺陷检测系统研究[D]. 路璐.上海交通大学 2014
[6]在线式轮对踏面擦伤成像检测系统[D]. 孙冉.南京航空航天大学 2014
[7]基于拉绳传感器的树木直径记录仪的设计与实现[D]. 陈金星.浙江农林大学 2013
[8]超声图像的自适应边缘增强方法[D]. 刘迪昱.四川大学 2006
本文编号：3032751
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