一种基于图像处理的旋切原木直径测量方法

编号 zgly0001670869

文献类型 期刊论文

文献题名 一种基于图像处理的旋切原木直径测量方法

作者 闫磊  高翔  王腾雨  庞磊  苏霖  康永祯 

作者单位 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 

母体文献 林业科学 

年卷期 2019年05期

年份 2019 

分类号 TS64 

关键词 原木直径测量  图像处理  激光器  标定拟合 

文摘内容 【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。