一种基于图像处理的旋切原木直径测量方法

论文摘要

【目的】提出一种基于图像处理的旋切原木直径测量方法,为旋切原木直径测量提供非接触式的技术支持。【方法】增添650 nm红色激光器和940 nm不可见激光器作为辅助光源,采用树莓派官方摄像头和带有滤光片装置的USB高清工业摄像头进行图像采集,利用图像处理技术探究5种计算方法(计算激光线下弧线像素点个数、计算激光线骨架像素点个数、计算激光线周长像素点个数取平均值、计算激光线X轴方向像素点个数和通过激光线计算拟合圆直径)和6种数据拟合方法(傅里叶拟合、指数拟合、高斯拟合、Polynomial拟合、Power拟合和Sum of Sine拟合)下能够满足测量精度的最优方案。【结果】对比各计算方法采用不同数据拟合方法的拟合优度,可得到拟合优度最佳的2种方案:计算激光线X轴方向像素点个数并采用Sum of Sine拟合方法,其决定系数为0.999 8,标准差为1. 638;计算激光线X轴方向像素点个数并采用傅里叶拟合方法,其决定系数为0. 999 8,标准差为1. 881。在原木测量误差分析中对拟合优度相差较小的2种方法(傅里叶拟合和Sum of Sine拟合)进一步对比,傅里叶拟合的平均绝对误差范围为1.7%,标准差为2. 11,方差为4.45; Sum of Sine拟合的平均绝对误差范围为1.5%,标准差为4. 35,方差为18.95。【结论】计算激光线X轴方向像素点个数并采用傅里叶拟合方法,在满足旋切机用原木直径测量精度要求的同时,拟合优度最佳。

论文目录

• 1 Experimental equipment
•   1.1 Laser light source
•   1.2 Filter device
•   1.3 Image acquisition equipment
•   1.4 Building hardware system
• 2 Image processing flow and calculation scheme
•   2.1 Image processing flow
•   2.2 Calculation methods
•     2.2.1 Calculate the arc length in the middle region
•     2.2.2 Calculate the perimeter for the average
•     2.2.3 Calculate the skeleton
•     2.2.4 Calculate radius of the fitting circle method using the least square method
•     2.2.5 Calculate the number of pixels in the X-axis
• 3 Fitting and result analysis
•   3.1 Make the log model
•   3.2 Collect demarcated data
•   3.3 MATLAB fitting data curve
•   3.4 Error and analysis
• 4 Conclusion

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 闫磊,高翔,王腾雨,庞磊,苏霖,康永祯

关键词: 原木直径测量,图像处理,激光器,标定拟合

来源: 林业科学 2019年05期

年度: 2019

分类: 农业科技,工程科技Ⅰ辑

专业: 轻工业手工业

单位: 北京林业大学工学院,哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院

基金: The Fundamental Research Funds for the Central Universities(2015ZCQ-GX-03),National Natural Science Foundation of China(31770769)

分类号: TS64

页码: 125-133

总页数: 9

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