专利名称：在线测量物料体积的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流水线产品測量技术领域，特别涉及一种在线測量物料体积的系统。
背景技术：
利用流水线工程，可对物料产品生产、流通进行管理。流水线上的产品的体积是物料产品生产流通中ー个重要的參数,如何高效率地测量这些物料的体积,成为ー个亟待解决的问题。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种在线測量物料体积的系统，该系统能够对流水线上的物料进行在线测量，以得到所运载的物料的体积。本实用新型提供的一种在线測量物料体积的系统，包括传送带、传送带上方设置有朝向传送带的激光器和摄像机，其特征在于，还包括中心控制装置，与所述激光器和摄像机电连接，用于所述传送带传送物料时控制所述激光器发出激光线、控制所述摄像机拍摄所述激光线照射所述物料时形成的图像，并获取所述图像；系统标定装置，用于标定系统基线；系统测量装置，与所述中心控制装置和系统标定装置电连接，用于从所述图像中提取物料上的所述激光线，井根据所述系统基线计算所述物料的体积。通过对传送带空载时摄像机所拍摄的激光线图像的处理，得到系统基线，根据系统基线，以及传送带传送物料时摄像机所拍摄的激光线，计算出物料的体积，从而实现了流水线上的非接触、全自动测量。其中，还包括设置装置，与所述中心控制装置电连接。通过设置装置，可以根据不同的物理条件，例如，不同的物料或者是不同的流水线速度，设置不同的參数，从而利干物料体积的计算。其中，还包括存储装置，与所述中心控制装置电连接。可以将计算结果存储在存储装置中，利于数据的存储。其中，还包括显示装置，与所述中心控制装置电连接。通过显示装置，便于使用者更好的了解各种參数。其中，还包括网络接ロ模块，与所述中心控制装置电连接。通过网络模块，可以实现数据的远距离传输以及实现远距离在线测量物料的体积。其中，还包括遮光罩，所述遮光罩设置在所述激光器和所述摄像机上方。通过遮光罩，可以避免外界光线对该系统的图像的影响。其中，还包括托板，所述托板贴附设置在所述传送带的下方。通过托板托住传送带，避免传送带空载和有物料情况下发生形变。
[0025]图I为本实用新型实施例提供一种在线測量物料体积的系统的结构示意图；图2为图I所示实施例的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供一种在线測量物料体积的系统。下面将结合附图，对本实用新型实施例进行详细描述。參见图1，包括用于传送物料的传送带I、传送带I下面具有托板10，托板10的大小与传送带I相对应，放置在传送带I的下面，托住传送带1，以避免传送带I在空载和有物料情况下发生形变。在线测量物料体积的系统工作区域即为系统各组成部件的工作范围，在系统工作区域内，位于传送带I上方设置激光器2和摄像机3。在激光器2和摄像机3的上方设置遮光罩4。遮光罩可以避免外部光照对系统稳定工作的影响。其作用就是尽量避免外界光线 对系统工作区域的影响。当承载物料的传送带I运行到此范围内时，激光器2将发出的激光线投射到系统工作区的传送带I上，通过摄像机3可以得到投射到系统工作区域内的传送带I上的激光线的图像。激光器2和摄像机3安置于系统工作区内，根据实际安装环境调整激光器2、摄像机3和传送带I三个设备之间的距离。摄像机3的镜头至激光器2的水平距离和垂直距离决定了可以测量的有效物料的最大高度，即，计算公式如下有效物料的最大高度=垂直距离-水平距离Xtan 19. 3° (公式I)遮光罩4可以使系统工作区避免受到外界光线的影响。遮光罩的宽度取决于传送带的宽度，比传送带宽度略宽出0. 2m即可。參见图2，该系统包括中心控制装置4，中心控制装置4分别与激光器2、摄像机3、、设置装置7、存储装置8以及显示装置9相连接。中心控制装置4控制激光器2发射激光、摄像机3拍摄投射到流水线上的图像，并接收摄像机3所拍摄的图像。之后，中心控制装置4控制系统测量装置6对传送带I上的物料的体积进行在线測量。系统测量装置6包括系统激光线提取模块61和计算模块62。系统测量装置6对传送带I上的物料的体积进行在线测量吋，需要预先对系统进行标定，系统标定装置5用于对系统进行标定，即，得到系统基线，系统基线为传送带I空载时，激光器2所投射到传送带I上的激光线的实际空间坐标。通过对传送带I空载时所获取的激光线图像的处理，获得系统參数，通过系统參数，可得到系统基线。传送带I空载时，激光器2投射的光线被摄像机3拍摄到，投射的光线的点在实际空间的坐标称为空间实际点的坐标，而通过摄像机3所拍摄的光线图像上对应的点的坐标为图像坐标，通过对该光线的不同采样点的实际空间的坐标和对应的点的图像坐标，可以计算出传送带I空载时，激光器2所投射的光线上的空间实际点的坐标与通过摄像机3所拍摄的光线图像上对应的点的图像坐标的关系參数，即，标定了系统參数。通过所标定的系统參数和所拍摄的激光线图像，可以得到激光线的实际空间坐标，即，得到系统基线。可通过采用标定板的方法来获取系统參数和系统基线。[0040]将标定板竖直放在传送带I上，例如，传送带I的走向是南北走向的，设置在工作区内的位于传送带I上方的激光器2垂直打下的激光线在传送带I上形成了一条东西走向的激光线，将标定板垂直放置在传送带I上，并且标定板的底部与传送带空载时，激光器2所投射的激光线重合，通过位于传送带I上方摄像头倾斜放置的摄像机3拍摄放置的标定板的平面，即可拍摄到投射的激光线在标定板的平面所形成的激光线图像。通过标定板，可以得到激光线图像上每个像素之间的实践空间距离，即，确定了系统的參数。通过所标定的系统參数和所拍摄的激光线图像，可以得到激光线的实际空间坐标。 通过对传送带I上的不同位置的激光线进行拍摄，通过所标定的系统參数，可以得到激光线的实际空间坐标。对所有这些激光线相应点的坐标取平均值后，得到由这些平均坐标值所组成的线，称为基线，用于标识传送带I空载时的系统基线。系统测量装置6的系统激光线提取模块61提取传送带I上传送物料时的激光线的空间坐标，计算模块62通过该激光线的的空间坐标和系统基线以及传送带I传送物料的速度等參数，可以计算出位于传送带I上物料的体积。系统激光线提取模块61即提取传送带上传送物料吋，激光器投射到物料上所形成的激光线的实际空间坐标，将该坐标与系统基线空间坐标进行比较，可以得到基线与激光线在纵向坐标上所围成的截面积。可以预先设置摄像机3毎秒所拍摄的图像帧数，例如，每秒采集30帧摄像机3所拍摄的图像，逐次对每ー帧图像进行处理，计算模块62提取每一帧图像的激光线的实际空间坐标以计算出激光线与基线在纵向坐标上所围成的截面积，并将所计算出的截面积与传送带的毎秒速度以及每帧图像所占用的秒数，例如，1/30秒、的乘积，由此，计算出所拍摄这ー帧图像中物料的体积。通过将每ー帧图像中，物料的体积累加，可以计算出物料的体积。该系统还可包括设置装置7，用于设置被测物料的比重和传送带速度，即传送带滚轮每转ー圈，皮带行走的距离。为了保证參数设置的安全性，该设置装置7还可包括设置密码模块71，避免任何人随意地更改设置装置7所设置的參数。另外，该系统还可包括存储装置8，用于存储计算模块62的计算结果，存储单元还包括存取密码模块，避免对存储装置8内计算结果的更改。该系统还可包括启动测量单元,启动测量单元与中心控制装置4相连接,用于控制激光器、摄像机以及系统测量装置的运行。该系统还可包括停止测量单元，停止测量单元与中心控制装置4相连接，用于停止激光器、摄像机以及系统测量装置的运行。该系统还可包括显示装置9，用于显示系统參数，測量結果、測量起始时间和结束时间显示、计量单位变换、測量结果的自动或手动保存等。显示装置9还可以多种方式显示计算结果，例如，为了达到更好的可视化效果，对于测量结果可采用了多种显示方式。直接数据显示方式，即以数字的方式直接显示测量结果，物料的体积或重量等；ニ维图形和柱状图显示方式，即以曲线和柱状图显示每个时刻物料的高度等；三维图形显示方式，即显示传送带上物料的三维图形。该显示方式实际上是实际物料的再现，使系统操作者在远端就可以观察到当前传送带上物料的实际情況。该系统还可包括网络接ロ模块，通过网络接ロ模块，可连接服务器端和客户端，可通过网络控制该系统的执行，执行之后，可通过网络传送计算結果。例如，可通过客户端完成测量參数的设置、測量启动与停止操作命令的下达、測量数据的显示与存储等。服务器端完成实际图像采集、处理、计算，并将处理结果传给客户端等。该系统执行过程如下首先获取摄像机3所拍摄的激光器2所投射的激光线的图像。然后确认所选的标定板是否适合所获取的图像，如果不符合，则重新选定标定板，直到所选的标定板适合所获取的图像。根据所选的标定板，确定该系统參数，并保存该系统參数。根据该系统參数提取系统基线，并对基线的坐标数据进行保存。 然后根据该系统基线的坐标数据，计算所测量的物料的体积。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，可以将不同功能的模块通过ー个集成芯片来实现等，均在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种在线測量物料体积的系统，包括 传送带、传送带上方设置有朝向传送带的激光器和摄像机，其特征在于，还包括 中心控制装置，与所述激光器和摄像机电连接，用于所述传送带传送物料时控制所述激光器发出激光线、控制所述摄像机拍摄所述激光线照射所述物料时形成的图像，并获取所述图像； 系统标定装置，用于标定系统基线； 系统测量装置，与所述中心控制装置和系统标定装置电连接，用于从所述图像中提取物料上的所述激光线，井根据所述系统基线计算所述物料的体积。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括设置装置，与所述中心控制装置电连接。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括存储装置，与所述中心控制装置电连接。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括显示装置，与所述中心控制装置电连接。
5.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括网络接ロ模块，与所述中心控制装置电连接。
6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括遮光罩，设置在所述激光器和所述摄像机上方。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，还包括托板，贴附设置在所述传送带的下方。
专利摘要本实用新型提供了一种在线测量物料体积的系统，包括传送带、传送带上方设置有朝向传送带的激光器和摄像机，还包括中心控制装置，与激光器和摄像机电连接，用于传送带传送物料时控制所述激光器发出激光线、控制摄像机拍摄所述激光线照射物料时形成的图像，并获取所述图像；系统标定装置，用于标定系统基线；系统测量装置，与所述中心控制装置和系统标定装置电连接，用于从所述图像中提取物料上的所述激光线，并根据所述系统基线计算所述物料的体积。通过对传送带空载时摄像机所拍摄的激光线图像的处理，得到系统基线，根据系统基线，以及传送带传送物料时摄像机所拍摄的激光线，计算出物料的体积，从而实现了流水线上的非接触、全自动测量。
文档编号G01B11/00GK202393350SQ20112045299
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者孟祥武 申请人:北京国能达科技有限公司