基于激光三角法的化工物料体积在线测量系统设计

作     者：殷秀龙 

作者单位：淮阴工学院 

学位级别：硕士

导师姓名：赵正敏;于滨

授予年度：2024年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 

主      题：激光三角法 化工物料体积测量 激光条纹中心提取 改进灰度重心法 体积测量精度 

摘      要：本文介绍基于激光三角法三维测量技术的输送带上化工物料体积测量系统的结构、激光三角法三维测量技术、工业相机的内参和外参标定、线激光条纹中心线提取方法的改进以及物料体积测量系统实验平台构建与实验,提出一种基于法线方向改进的灰度重心法,克服了线激光条纹中心线提取时方向单一性的问题,并提高了中心线提取精度,在精度和计算复杂性方面和传统灰度重心法与目前提取精度较高的Steger算法进行了比较研究,实验结果表明本文所提算法在精度上相较于灰度重心法提高了0.091像素,而在提取时间上相较于Steger算法提高了1.85倍,兼顾了提取精度和计算速度;根据实际应用的需求,设计搭建简易测试平台用于验证系统的测量精度,研究了输送带表面初始高度对化工物料体积测量精度的影响,以克服传统的体积测量方法难以满足现代化工生产对精度的要求,实验的统计结果表明,测量误差最大值为4.685%,平均相对误差为1.8524%,随着输送带传动速度的增加,测量误差也随之增加;物体的宽度越小,穿过线激光的时间越短,采集时损失的信息就越少,测量误差也越小。