[1]赖雄鸣,李鹏程,谭援强,等.结构光3D相机倾斜拍摄下的料仓物料检测方法[J].华侨大学学报(自然科学版),2025,46(6):640-645.[doi:10.11830/ISSN.1000-5013.202510020]
　LAI Xiongming,LI Pengcheng,TAN Yuanqiang,et al.Material Detection Method for Silos Using Structured Light 3D Cameras Under Tilted Imagine[J].Journal of Huaqiao University(Natural Science),2025,46(6):640-645.[doi:10.11830/ISSN.1000-5013.202510020]
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结构光3D相机倾斜拍摄下的料仓物料检测方法()
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《华侨大学学报（自然科学版）》[ISSN:1000-5013/CN:35-1079/N]

卷:
第46卷
期数:
2025年第6期
页码:
640-645
栏目:
出版日期:
2025-11-20

文章信息/Info

Title:
Material Detection Method for Silos Using Structured Light 3D Cameras Under Tilted Imagine
文章编号:
1000-5013(2025)06-0640-06
作者:
赖雄鸣1; 2;  李鹏程1; 2;  谭援强1; 2;  黄泽浩1; 2;  陈煜新1; 2
1. 华侨大学 机电及自动化学院, 福建 厦门 361021;2. 华侨大学 南安智能制造研究院, 福建 泉州 362261
Author(s):
LAI Xiongming1; 2;  LI Pengcheng1; 2;  TAN Yuanqiang1; 2; HUANG Zehao1; 2;  CHEN Yuxin1; 2
1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Huaqiao University, Xiamen 361021, China; 2. Nan’an Institute of Intelligent Manufacturing, Huaqiao University, Quanzhou 362261, China
关键词:
结构光三维测量;  倾斜拍摄;  料仓物料;  空洞修复;  差分体积计算
Keywords:
structured light 3D measurement;  tilted imaging;  silo material;  hollow repair;  differential volume calculation
分类号:
TH741.13
DOI:
10.11830/ISSN.1000-5013.202510020
文献标志码:
A
摘要:
针对工业现场中相机因补料装置限制而无法正对料仓安装的难题,提出一种基于结构光3D相机倾斜拍摄的料仓物料体积检测方法。首先,通过建立倾斜坐标系下的3D重建数学模型,并利用三角测量原理和相位解算技术获取物料表面点云;其次,设计一种空间坐标预测方法,有效修复点云中的空洞区域;最后,构建差分体积算法,通过空仓与含料仓点云的差值精确计算物料体积。实验结果表明:在30°~60°倾斜角度下,文中方法体积检测的相对误差控制在2.5%以内,且不受料仓形状和尺寸的影响。
Abstract:
To address the challenge in industrial settings where cameras cannot be installed directly facing silos due to constraints of material replenishment devices, a material volume detection method for silos based on tilted imaging using structured light 3D cameras is proposed. Firstly, a 3D reconstruction mathematical model under tilted coordinates is established to obtain surface point clouds by the triangulation principle and phase unwrapping technology. Secondly, a spatial coordinate prediction method is designed to effectively repair the hollow region of the point clouds. Finally, a differential volume algorithm is constructed to accurately calculate the material volume through the difference between the point clouds of the empty silo and the silo with materials. The experimental results show that at tilted angles from 30° to 60°, the relative error of volume detection of the proposed method is controlled within 2.5%, and it is not affected by the shape and size of the silo.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2025-10-12
通信作者: 赖雄鸣(1982-),男,副教授,博士,主要从事机械装备智能化开发的研究。E-mail:laixiongming@hqu.edu.cn。
基金项目: 2023 年福建省泉州市市级 “揭榜挂帅” 科技重大专项项目(2023GZ5)
更新日期/Last Update: 2025-11-20