一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法及装置，方法包括：通过工业相机采集烟丝物料的实时图像；通过线激光器获取所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，提取感兴趣区域图像；对所述感兴趣区域图像去噪，以消除采集过程中的环境光的干扰；通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度。本发明专利技术提供的一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法及装置，通过融合工业相机采集烟丝物料的实时图像以及线激光器获取的所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，以激光三角法进行标定，能够对烟丝物料流量进行快速测量，并且具有很高的测量精度。有很高的测量精度。有很高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法及装置


[0001]本专利技术实施例涉及测量物料流量
，特别是涉及一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法。

技术介绍

[0002]在烟丝物料输送过程中，皮带输送机是主要的传输设备，现有的对烟丝物料流量进行视觉检测的方法虽有一定的可行性，但检测的速度因受烟丝物料表面纹理特征提取、边界识别、摄像机标定、动态测量等因素限制而无法满足皮带输送机物料流量实时采集要求。然而在工业现场的应用中，皮带输送机烟丝物料流量的检测需要更为实时、连续和精准。
[0003]因此，需要提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，以有效解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，通过融合工业相机采集烟丝物料的实时图像以及线激光器获取的所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，以激光三角法进行标定，能够对烟丝物料流量进行快速测量，并且具有很高的测量精度。
[0005]本专利技术实施例提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，所述方法包括：
[0006]通过工业相机采集烟丝物料的实时图像；
[0007]通过线激光器获取所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，提取感兴趣区域图像；
[0008]对所述感兴趣区域图像去噪，以消除采集过程中的环境光的干扰；
[0009]通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度。
[0010]优选地，所述工业相机和所述线激光器的光轴在同一平面。
[0011]优选地，所述获取烟丝物料的线激光轮廓的边界点包括：通过极值法检测所述烟丝物料的感兴趣区域图像的激光轮廓边界，识别出所述感兴趣区域图像的结构光光条横截面上的局部灰度极大值。
[0012]优选地，如果当前边界点的坐标值大于第一轮廓边界阈值时，以上一边界点的坐标值代替所述当前边界点的坐标值。
[0013]优选地，所述对所述感兴趣区域图像去噪包括：使用中值滤波算子对所述感兴趣区域图像进行滤波处理，所述中值滤波算子为5像素*5像素的模板。
[0014]优选地，所述通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度包括：具体通过以下公式计算所述烟丝物料的瞬时截面积：
[0015]ΔS(i,k)＝(z
ik
+z
i+1k
)Δy/2
[0016][0017]其中，ΔS(i,k)表示第i个梯形微元面积，k表示在第k帧，t表示在t时刻，Δy表示y方向像素格之间的距离，S(t)表示所述烟丝物料的瞬时截面积，z
ik
表示当前时刻所述烟丝物料的瞬时高度，z
i+1k
表示后一时刻所述烟丝物料的瞬时高度。
[0018]优选地，通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度包括：具体通过以下公式计算所述烟丝物料的瞬时体积和所述烟丝物料的体积：
[0019][0020][0021]其中，p(t)表示所述烟丝物料的瞬时体积，P(t)表示在t时间内烟丝物料的体积，表示相机帧率，S(t)表示所述烟丝物料的瞬时截面积，v(t)表示输送带带速，n表示单位时间内所述烟丝物料流截面面积个数。
[0022]优选地，通过以下步骤进行标定获得所述标定结果：
[0023]所述线激光器投射到三棱柱上，反射后的光线经过光学透镜成像，根据激光三角法得到以下公式：
[0024][0025][0026]其中，h为物体实际高度，B最低点成像物距，d为物体在CMOS平面成像位置与最低点成像位置的偏移距离，b0为物体成像像距。
[0027]优选地，标定时通过对所述线激光器放置多个姿态进行拍摄，经数字图像处理后，得出物体实际高度h和物体在CMOS平面成像位置与最低点成像位置的偏移距离d的关系式，通过插值法得到成像点对应物体的实际高度。
[0028]本专利技术实施例还提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的装置，所述装置包括：
[0029]实时图像采集模块，其用于通过工业相机采集烟丝物料的实时图像；
[0030]感兴趣区域图像提取模块，其用于通过线激光器获取所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，提取感兴趣区域图像；
[0031]感兴趣区域图像去噪模块，其用于对所述感兴趣区域图像去噪，以消除采集过程中的环境光的干扰；
[0032]边界点转换模块，其用于通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转
换为对应的烟丝物料截面实际物理高度。
[0033]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0034]本专利技术实施例的一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法及装置，通过工业相机采集烟丝物料的实时图像；通过线激光器获取所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，提取感兴趣区域图像；对所述感兴趣区域图像去噪，以消除采集过程中的环境光的干扰；通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度，通过融合工业相机采集烟丝物料的实时图像以及线激光器获取的所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，以激光三角法进行标定，能够对烟丝物料流量进行快速测量，并且具有很高的测量精度；
[0035]进一步地，通过线激光器动态测量堆体表面的几何信息，并结合工业相机数据融合计算形成物料堆的三维点云，利用点云获得物料堆体积，线激光器扫描辅助下的摄影测量，使工业相机在不同工作站均可进行扫描与局部三维形貌重建。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术的一个实施例提供的一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法的流程示意图；
[0038]图2为本专利技术的一个实施例提供的一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的装置的模块示意图。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]下面以具体的实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0041]基于现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，通过融合工业相机采集烟丝物料的实时图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，所述方法包括：通过工业相机采集烟丝物料的实时图像；通过线激光器获取所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点，提取感兴趣区域图像；对所述感兴趣区域图像去噪，以消除采集过程中的环境光的干扰；通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度。2.根据权利要求1所述的基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，所述工业相机和所述线激光器的光轴在同一平面。3.根据权利要求1所述的基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，所述获取烟丝物料的线激光轮廓的边界点包括：通过极值法检测所述烟丝物料的感兴趣区域图像的激光轮廓边界，识别出所述感兴趣区域图像的结构光光条横截面上的局部灰度极大值。4.根据权利要求1所述的基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，如果当前边界点的坐标值大于第一轮廓边界阈值时，以上一边界点的坐标值代替所述当前边界点的坐标值。5.根据权利要求1所述的基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，所述对所述感兴趣区域图像去噪包括：使用中值滤波算子对所述感兴趣区域图像进行滤波处理，所述中值滤波算子为5像素*5像素的模板。6.根据权利要求1所述的基于激光三角法准确测量烟丝物料流量的方法，其特征在于，所述通过标定结果将所述烟丝物料的线激光轮廓的边界点转换为对应的烟丝物料截面实际物理高度包括：具体通过以下公式计算所述烟丝物料的瞬时截面积：ΔS(i,k)＝(z
ik
+z
i+1k
)Δy/2其中，ΔS(i,k)表示第i个梯形微元面积，k表示在第k帧，t表示在t时刻，Δy表示y方向像素格之间的距离，S(t)表示所述烟丝物料的瞬时截面积，z
ik
表示当前时刻所述烟丝物料的瞬时高度，z
i+1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海，张立冬，周萍芳，刘艳超，杜云鹏，魏斌，
申请(专利权)人：上海益实智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：