圆形料仓堆料体扫描图像识别研究

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1、圆形料仓堆料体扫描图像识别研究TheResearchonScanImageRecognitionoftheSiloStacking学科专业：模式识别与智能系统研究生：王港指导教师：王萍教授天津大学电气与自动化工程学院二零一五年十二月摘要堆料体扫描系统在资源性企业的库存盘点等工作中应用比较广泛。现在很多生产单位料场的料堆体积测量多数采用直接人工进行测算，这一类的方法耗时耗力，操作起来工作量很大，而且精度也没法保证，对人员要求很高。鉴于以上方法的缺点，少量火力发电企业开始采用一种移动式的三维扫描仪进行煤堆体积测量。该方法在一定程度上节约了测量时间，但操作起来较为

2、复杂，测量精度一般，难以胜任高精度体积测算的要求。因此，需要采用更新的扫描设备，设计新的三维扫描模型，以设计出精度高、测量时间短且自动化的料仓堆料体扫描系统。本文系统剖析了现有料堆体扫描系统的优劣，并针对所运用的激光扫描仪进行原理分析，建立起了料堆体扫描的体积计算模型。并以此模型为基础，设计开发了圆形料仓堆料体扫描图像识别系统。本模型充分考虑了新的激光扫描设备的特点以及相应的现场料堆扫描的情况，对模型中分辨率与精度的关系进行了分析。在系统设计上，激光扫描仪的测距精度达到了毫米级，大大提高了系统的测量精度，数据传输采用工业以太网传输方案，提高了数据传输的速率、

3、精度和安全性。在上述工作的基础上，用VisualC++和VTK完成了系统的开发，并对系统中各个功能模块的功能以及实现方法进行了详细地阐述。在得到二维数据的基础上，利用积分法对料堆体积进行了计算，从而获得了料堆体积和重量。最后，经过实验测量，对整个系统进行了可行性测试，得到了良好的实际测算效果。现场实验结果表明，本系统操作方便，人机交互良好，测算速度快，精度高，实用性很强。关键词：料堆体扫描三维重建体积测算VTKAbstractStockyardbodyscanningsystemintheenterpriseresourceinventory,etc.isu

4、sedwidely.Now,alotofproductionandstockpilevolumemeasurementunitsstockyardaremostdirectmeasuringmanually,whoseoperationisalotofworkandneedsstrictrequirements,butalsocannotguaranteetheaccuracy.Giventhedisadvantagesoftheabovemethods,asmallamountofthermalpowercompaniesbegantouseamobile

5、,three-dimensionalscannercoalsvolumemeasurement.Thismethodsavesacertainextent,themeasurementtime,buttheoperationismorecomplexandthemeasurementaccuracycouldnotdotheprecisionrequirementsforvolumeestimates.Therefore,itneedstoupdatethescanningequipment,designnew3Dscanningmodeltodesigna

6、highprecisionmeasurementperiodsilobodyscanningandautomatedsystems.Thispapersystematicallyanalyzestheprosandconsofexistingstockpilesbodyscanningsystem,andfortheuseofalaserscannerprincipleanalysis,establishedastockpilevolumecalculationmodelforbodyscan.Andthismodelisbasedonthedesignan

7、ddevelopmentoftheSiloStockyardbodyscanimagerecognitionsystem.Thismodeltakesintoaccountthecharacteristicsofthenewtwo-dimensionallaserscanningequipment,andthecorrespondingfieldsituationstockpilescanningresolutionoftherelationalmodelandaccuracyisanalyzed.Inthesystemdesign,rangingpreci

8、sionlaserscannerreachesmil