基于激光掃描的物料堆三維測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著生產(chǎn)力水平不斷提高、工業(yè)化程度日益增長(zhǎng)，在日常的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中大宗散裝物料的出現(xiàn)也越來(lái)越多。一直以來(lái)，物料堆體三維信息的準(zhǔn)確獲取是實(shí)際生產(chǎn)中的一個(gè)技術(shù)難題，傳統(tǒng)的測(cè)量手段是以人工的方式對(duì)堆體進(jìn)行整體整形成為規(guī)則的幾何體，再進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算。傳統(tǒng)的測(cè)量方法效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大、實(shí)時(shí)性差、測(cè)量準(zhǔn)確性低，因而急需一種新的測(cè)量技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法。本文針對(duì)物料堆體測(cè)量進(jìn)行了相應(yīng)的研究，設(shè)計(jì)了一套物料堆三維測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以線激光掃描的方式對(duì)堆

2、體表面進(jìn)行完整的掃描，獲取了一系列的截面二維數(shù)據(jù)，通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換得到截面二維坐標(biāo)到空間坐標(biāo)的映射，從而得出整個(gè)堆體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而求出堆體的體積、質(zhì)量等信息。
　　首先，在分析了測(cè)量原理和系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要由線激光測(cè)量系統(tǒng)、同步掃描系統(tǒng)和上位機(jī)軟件系統(tǒng)組成。文章對(duì)系統(tǒng)各部件具體選型進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括主控制器電路、通信電路、電機(jī)及激光驅(qū)動(dòng)電路和電源電

3、路的設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)主要包括主控制器程序設(shè)計(jì)和上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)兩部分。
　　其次，對(duì)圖像處理中的圖像去噪、激光斑提取、提取光斑中心線的算法進(jìn)行了分析。針對(duì)激光斑中心提取算法的不足進(jìn)行了分析，提出了一種改進(jìn)型閾值重心法，取得了較好的提取效果。針對(duì)坐標(biāo)映射計(jì)算時(shí)的非線性問(wèn)題，提出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)校正，并詳細(xì)介紹了其工作原理和具體實(shí)現(xiàn)。
　　最后，為了檢驗(yàn)系統(tǒng)是否能夠準(zhǔn)確地對(duì)堆體進(jìn)行測(cè)量，搭建了試驗(yàn)性的測(cè)量系統(tǒng)，進(jìn)行了一系列的