顆粒粒徑和形態(tài)計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量方法研究.pdf

1、顆粒作為物質(zhì)存在的一種表現(xiàn)形式，顆粒技術(shù)已經(jīng)滲透到能源，環(huán)境，化工，航天，生物學(xué)等領(lǐng)域的生產(chǎn)，科研的許多部門。顆粒的粒度和形狀是顆粒的重要指標(biāo)，顆粒特性和形態(tài)的測(cè)量對(duì)顆粒的技術(shù)性能和實(shí)際應(yīng)用具有重大的影響。目前對(duì)顆粒的測(cè)量大多數(shù)是采用間接的方法，其測(cè)量結(jié)果因?yàn)闇y(cè)量方法的差異，測(cè)量所得到的顆粒粒度和形態(tài)因?yàn)闇y(cè)量原理的不同存在較大的差異。本文主要論述基于計(jì)算機(jī)視覺的顆粒形態(tài)的檢測(cè)理論和技術(shù)，通過對(duì)顆粒表面進(jìn)行恢復(fù)，得到單個(gè)顆粒的粒徑和形狀參

2、數(shù)，此方法是一種比較直接的測(cè)量方法，能獲得準(zhǔn)確的顆粒粒徑并能獲得大量的顆粒結(jié)構(gòu)信息。 本文研究了顯微鏡連接的攝像機(jī)對(duì)顆粒進(jìn)行成像重建，根據(jù)顯微鏡軸向工作性質(zhì)，提出了單目顯微鏡顆粒測(cè)量的共軸立體視覺模型對(duì)顆粒形狀進(jìn)行重建，深入研究了共軸立體視覺模型的等高分割特性。在小孔成像模型的基礎(chǔ)上，發(fā)展了帶有非線性畸變的小孔成像模型，減低了由于實(shí)際攝像機(jī)和顯微鏡鏡頭本身帶來的誤差同時(shí)利用理想小孔模型情況下共軸立體視覺模型的等高特性，對(duì)此模型的

3、非線性畸變進(jìn)行了標(biāo)定。另外采用多重約束的方法對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，提高匹配的準(zhǔn)確率。 在顆粒粒徑和形狀分析方面，在顆粒三維重建的基礎(chǔ)上，本文研究了八叉樹方式對(duì)顆粒進(jìn)行表示，利用模糊數(shù)學(xué)對(duì)顆粒進(jìn)行識(shí)別，把顆粒按形狀分類；提取單個(gè)顆粒的多種粒徑(體積直徑，表面積直徑，投影直徑)，并利用眾多顆粒的粒徑對(duì)顆粒群的整體粒徑分布狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)提取了顆粒群的形狀信息(圓球度，比表面積)。另外以此方法顆粒測(cè)量結(jié)果構(gòu)造顯微成像法顆粒測(cè)量結(jié)果

4、，結(jié)果表明，采用此方法對(duì)顆粒進(jìn)行測(cè)量，能得到較多的顆粒信息，能通過該方法的結(jié)果構(gòu)造其他測(cè)量方法對(duì)顆粒測(cè)量的結(jié)果。 此外，本文利用計(jì)算機(jī)視覺和攝像機(jī)景深原理相結(jié)合的方法對(duì)顆粒在三維空間中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了跟蹤，此方法在對(duì)顆粒在三維場(chǎng)中三個(gè)坐標(biāo)方向上的平移進(jìn)行跟蹤的同時(shí)也跟蹤顆粒的自轉(zhuǎn)，能完整的對(duì)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀況進(jìn)行跟蹤。 最后，本文把計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用于煤場(chǎng)煤量測(cè)量上，并對(duì)計(jì)算機(jī)視覺布局與測(cè)量精度之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，利用分析結(jié)果