基于双目异质机器视觉的检测方法及应用研究

【摘要】铜具有很多优良特性,广泛应用于生产和生活中。废杂铜是一种重要的铜资源,对其进行回收利用既降低铜矿资源消耗又符合循环利用理念。分拣、切割与冶炼是废杂铜回收利用的重要环节,需进行铜品质物性检测、切割边界检测与铜精炼炉炉墙温度检测。目前,上述检测仍主要依靠人工经验且需多个检测系统配合才能完成。为此,本文结合废杂铜回收利用的应用背景,在研究了双目异质机器视觉检测的基础上,初步设计了一个集铜品质物性检测、切割边界检测于一身的双目异质机器视觉检测系统。同时,充分利用现有软件,将已有的铜精炼炉炉墙异质数据用于炉墙温度场仿真。本文的研究工作主要包括以下几个方面：1、在分析了工业CCD相机和高光谱成像仪的基本原理后,结合本文的应用背景,进行了硬件平台的部件选型和组装搭建,并开发了一套双目异质机器视觉检测软件。2、利用高光谱成像仪进行废杂铜铜品质的物性检测。根据铜在800nm左右的光吸收峰特性,利用高光谱成像仪采集样本铜的反射高光谱数据,采用CART模型进行铜品质的物性检测。结合实验结果表明本检测方法可以实现废杂铜铜品质的物性检测。3、利用工业CCD相机进行废杂铜的切割边界检测。在分析了几种典型滤波方法的基础上,提出了改进的滤波方法。采用改进的Sobel算子与基于插值法的亚像素边缘检测方法检测边缘。结合实验结果表明本检测方法可以实现废杂铜的切割边界检测。4、为实现双目异质数据的存储,在借鉴BMP和BIL文件格式的基础上自定义异质数据的存储格式,将高光谱数据和CCD数据存储于一个文件中。同时,以废杂铜冶炼过程中的铜精炼炉炉墙为研究对象,利用COMSOL有限元仿真软件,将已有的炉墙异质数据用于炉墙温度场仿真,最后分析仿真结果。最后,总结了本文的工作并展望了下一步的研究。
【作者】钱嘉伟；
【导师】戴华平；
【作者基本信息】浙江大学，控制科学与工程，2014，硕士
【关键词】机器视觉；图像处理；铜品质；几何信息；温度场仿真；

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