顆粒粒徑和形態(tài)計算機視覺測量方法研究.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，顆粒特性和形態(tài)的測量對顆粒的技術(shù)性能和實際應用具有重大的影響。目前對顆粒的測量大多數(shù)是采用間接的方法，其測量結(jié)果因為測量方法的差異，測量所得到的顆粒粒度和形態(tài)因為測量原理的不同存在較大的差異。本文主要論述基于計算機視覺的顆粒形態(tài)的檢測理論和技術(shù)，通過對顆粒表面進行恢復，得到單個顆粒的粒徑和形狀參

2、數(shù)，此方法是一種比較直接的測量方法，能獲得準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對顆粒進行成像重建，根據(jù)顯微鏡軸向工作性質(zhì)，提出了單目顯微鏡顆粒測量的共軸立體視覺模型對顆粒形狀進行重建，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，減低了由于實際攝像機和顯微鏡鏡頭本身帶來的誤差同時利用理想小孔模型情況下共軸立體視覺模型的等高特性，對此模型的

3、非線性畸變進行了標定。另外采用多重約束的方法對特征點進行匹配，提高匹配的準確率。 在顆粒粒徑和形狀分析方面，在顆粒三維重建的基礎上，本文研究了八叉樹方式對顆粒進行表示，利用模糊數(shù)學對顆粒進行識別，把顆粒按形狀分類；提取單個顆粒的多種粒徑(體積直徑，表面積直徑，投影直徑)，并利用眾多顆粒的粒徑對顆粒群的整體粒徑分布狀況進行了統(tǒng)計分析，同時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量結(jié)果構(gòu)造顯微成像法顆粒測量結(jié)果

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