Методика автоматической регистрации 3D-измерений сыпучих объектов в зернохранилищах

Автор: Астапенко Наталья Владимировна, Кошеков Кайрат Темирбаевич, Колесников Александр Николаевич

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Численные методы и анализ данных

Статья в выпуске: 3 т.42, 2018 года.

Бесплатный доступ

В данной работе предлагается методика организации автоматического бесконтактного получения трёхмерных координат точек поверхности, образуемой в результате заполнения зернохранилища. Необходимость автоматической регистрации точечных измерений поверхности обусловлена задачей точного измерения объёмов сыпучих материалов в области инвентаризации складов сырья и готовой продукции. Особенность методики заключается в получении и распознавании изображений поверхности, на которых искомые точки выделены световыми пятнами лазеров. Процесс распознавания тесно связан с техническими характеристиками камеры и определённым порядком размещения комплекта лазерных диодов. Авторы рассматривают такие задачи, как определение параметров и месторасположения регистрирующих камер, определение количества и порядка размещения лазерных диодов, получение 3D-измерений по набору изображений, определение формы и порядка хранения результатов измерения. В результате проведённых экспериментов было доказано, что предложенное решение, использующее возможности методов фотограмметрии и лазерного сканирования, имеет ряд преимуществ перед существующими методами: экономичность, точность, возможность автоматизации, возможность использования в любой момент хранения зерна, возможность дистанционного слежения. Компьютеризация описываемых приёмов позволяет не только проводить однократные измерения объёмов, но и осуществлять регулярный бесконтактный мониторинг сложных поверхностей в закрытых складах, необходимый для принятия управленческих решений.

Еще

Обработка изображений, 3d-измерения, автоматизация, бесконтактные технологии, зернохранилище

Короткий адрес: https://sciup.org/140228755

IDR: 140228755   |   DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-3-510-520

Список литературы Методика автоматической регистрации 3D-измерений сыпучих объектов в зернохранилищах

  • Мырзабекова, А.М. Обзор современных систем для хранения зерновых культур/А.М. Мырзабекова//VI Научно-практическая конференция «Информационно-измерительная техника и технологии». -2015. -С. 95-101.
  • Song, J. Measurement and control system based on wireless senor network for granary/J. Song, K. Wang, X. Zhang//5th International Conference on Education, Management, Information and Medicine (EMIM). -2015. -P. 256-260. - DOI: 10.2991/emim-15.2015.50
  • Liu, J. Design of granary temperature monitoring system based on virtual instrument technology//Advanced Materials Research. -2012. -Vol. 542-543. -P. 212-216. -DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.542-543.212.
  • Galande, S.G. A parameter monitoring and control of grain storage by embedded system/S.G. Galande, G.H. Agrawal, M.S. Anap//International Journal of Informative & Futuristic Research. -2015. -Vol. 2, Issue 11. -P. 4172-4179.
  • Ковров, А.А. Технология расчёта объёмов породы в маркшейдерии с использованием наземного лазерного сканера RIEGL LMS Z420I//Маркшейдерский вестник. -2009. -№ 1. -С. 35-37.
  • Измерение объёмов выработки и сырья на складах. СоюзГипрозем . -URL: http://www.souzgiprozem.ru/izyskaniya-izmerenie-obemov-vyrabotki-syriya.html (дата обращения 15.01.2018).
  • Высокоточное измерение объёмов сыпучих материалов и инвентаризация складов сырья. . -URL: http://www.ngce.ru/izmerenie_obemov_sypuchih_materialov.html (дата обращения 15.01.2018).
  • Определение объёма сыпучих материалов методом лазерного сканирования . -URL: http://trimetari.com/ru/proekty/opredelenie-obemov-sypuchih-materialov-metodom-lazernogo-skanirovaniya (дата обращения 15.01.2018).
  • Koshekov, K.T. Fuel cell diagnostics using identification measurement theory/K.T. Koshekov, Yu.N. Klikushin, V.Yu. Kobenko, Yu.K. Evdokimov, A.V. Demyanenko//Journal of Fuel Cell Science and Technology -2014. -Vol. 11, Issue 5. -051003. - DOI: 10.1115/1.4027395
  • Кошеков, К.Т. Систематизация и выбор методов распознавания поверхности для автоматизированной информационной системы мониторинга зернохранилища/К.Т. Кошеков, Н.В. Астапенко. -В кн.: Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. Международная научая конференция «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология»: сб. материалов в 2 т. -Новосибирск: СГУГиТ, 2016. -Т. 4, № 1. -С. 38-42.
  • Середович, В.А. Наземное лазерное сканирование/В.А. Середович, А.В. Комиссаров, Д.В. Комиссаров, Т.А. Широкова. -Новосибирск: СГГА, 2009 -261 с. -ISBN: 978-5-87693-336-2.
  • Кошан, Е.К. Возможности, преимущества и недостатки наземного лазерного сканирования/Е.К. Кошан//Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. -Т. 9, № 1. -С. 27-30.
  • Kadobayashi, R. Comparison and evaluation of laser scanning and photogrammetry and their combined use for digital recording of cultural heritage/R. Kadobayashi, N. Kochi, H. Otani, R. Furukawa//XXth ISPRS Congress: Proceedings of Commission V. -2004. -WG V/4.
  • Рой, Д.Н. Опыт применения метода наземного лазерного сканирования для работ в области историко-культурного наследия/Д.Н. Рой//ГеоПрофи. -2007. -№ 2. -С. 20-23.
  • Qing, Sh. Point cloud simplification algorithm based on particle swarm optimization for online measurement of stored bulk grain/Sh. Qing, X. Tao, T. Yoshino, Z. Yujie, Y. Wenting, Z. Hang//International journal of agricultural and biological engineering. -2016. -Vol. 9(1). -P. 71-78. - DOI: 10.3965/j.ijabe.20160901.1805
  • Cheng, L. A symmetry-based method for LiDAR point registration/L. Cheng, Y. Wu, S. Chen, W. Zong, Y. Yuan, Y. Sun, Q. Zhuang, M. Li//IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. -2018. -Vol. 11, Issue 1. -P. 285-299. - DOI: 10.1109/JSTARS.2017.2752765
  • Кошеков, К.Т. Метод и алгоритм вычисления объёма заданной дискретно 3D поверхности с помощью полиномов Лагранжа/К.Т. Кошеков, Н.В. Астапенко//Математические структуры и моделирование. -2016. -№ 3(39). -С. 86-92.
  • Sansoni, G. State-of-the-art and applications of 3D imaging Sensors in industry, cultural heritage, medicine, and criminal investigation/G. Sansoni, M. Trebeschi, F. Docchio//Sensors. -2009. -Vol. 9, Issue 1. -P. 568-601. - DOI: 10.3390/s90100568
  • Blais, F. Practical considerations for a design of a high precision 3-D laser scanner system/F. Blais, M. Rioux, J.-A. Beraldin//Proc. SPIE. -1988. -Vol. 959. -P. 225-246. - DOI: 10.1117/12.947787
  • Дамьяновски, В. CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и сетевые технологии/В. Дамьяновски. -пер. с англ. -М.: ООО «Ай-Эс-Эс Пресс», 2006. -480 с. -ISBN: 5-87049-260-2.
  • Astapenko, N.V. Design of the granary technological process control subsystem for monitoring of the grain volume in a silo/N.V. Astapenko, K.T. Koshekov, P.A. Petrov//10th IEEE International Scientific and Technical Conference on Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). -2016. - DOI: 10.1109/Dynamics.2016.7818971
  • Astapenko, N.V. Automated control scheming of granary operating procedures/N.V. Astapenko, K.T. Koshekov, A.N. Kolesnikov, A.A. Kashevkin, N.Yu. Gurin//Asian Journal of Applied Sciences. -2017. -Vol. 5(3). -P. 634-641. - DOI: 10.24203/ajas.v5i3.4502
Еще
Статья научная