Исследование и разработка метода построения автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала

• Автор: Самойлов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

1.1 Общее описание методов измерения.

1.2 Метод срединного сечения метод Губера

1.3 Метод концевых сечений метод Смалиана

1.4 Секционный метод.

1.5 Метод верхнего диаметра и цреднего сбега.

1.6 Метод верхнего диаметра и нормального сбега

1.7 Объем бревен по таблицам ГОСТ

1.8 Гидростатический метод измерения объема

1.9 Штабельный геометрический метод

1.9.1 Измерение складочного объема.
1.9.2 Измерение полнодревесности штабелей
1. Оптический метод измерения
1. Классификация методов измерения.
1. Постановка цели и задач исследования
1. Выводы.
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕМА ДЕЛОВОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА.
2.1 Этапы, описывающие процесс вычисления объема делового лесоматериала
2.2 Этап получения отображения торцов бревен и факторы, влияющие на ЕГО КАЧЕСТВО.
2.3 Способы вычленение из отображения объекта областей, отражающих
ПЛОЩАДЬ ТОРЦА БРЕВНА.
2.4 Способы вычисления площади торцов
2.5 Способы вычисления объема каждого бревна в соответствии с
принятой моделью
2.6 Способы вычисления объединенного объема
2.7. Выводы
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕМА ДЕЛОВОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
3.1 Анализ общей погрешности.
3.2 Анализ инструментальной погрешности
3.2.1 Погрешность дискретизации
3.2.2 Погрешность оптики.
3.3 Анализ методической погрешности измерения
3.3.1 Погрешность модели
3.3.2 Погрешность размытости границ перехода от древесины к коре .
3.3.3 Погрешность расчета
3.4 Оценка итоговой погрешности разработанного метода измерения
геометрических параметров для вычисления объема делового
лесоматериала.
3.5 Выводы.
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУР АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ДЕЛОВОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА.
4.1 Основные этапы метода построения АСИОЛ.
4.2 Определение ограничений накладываемых на систему.
4.3 Функциональная модель АСИОЛ
4.4 Синтез структурной схемы АСИОЛ
4.5 Выводы
ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАБОТЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА ДЕЛОВОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА.
5.1 Общий алгоритм функционирования ПО АСИОЛ
5.2 Алгоритм выделения областей изображения, содержащих маркеры
5.3 Алгоритм подсчета площадей маркеров
5.3.1 Алгоритм распределения отрезков по их принадлежности маркерам.
5.3.2 Алгоритм вычисления площадей маркеров
5.3.3 Алгоритм отсева ложных маркеров
5.4 Алгоритм выделения древесины.
5.5 Алгоритм подсчета площади древесины и диаметров бревен
5.6 Выводы.
ГЛАВА 6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ВЫЧИСЛЕНИЯ ОБЪЕМА ДЕЛОВОГО ЛЕСОМАТЕРИАЛА С ПОМОЩЬЮ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ
6.1 Определение направлений экспериментальных исследований
6.2 Определение влияния размера используемых маркеров на погрешность вычисления объема делового лесоматериала.
6.3 Влияние разрешения матрицы фотокамеры на погрешность вычисления объема делового лесоматериала.
6.4 Экспериментальная проверка влияния расстояния между объективом и штабелем на погрешность вычисления объема делового лесоматериала .
6.5 Влияние угла проведения съемки на погрешность результата
6.6 Влияние цвета маркеров на погрешность вычисления объема делового лесоматериала
6.7 Экспериментальная оценка влияние освещенности места съемки на погрешность вычисления объема делового лесоматериала.
6.8 Сравнение результатов измерения объема делового лесоматериала различными методами
6.9 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Четвертая глава посвящена вопросам разработки метода проектирования структур автоматизированных систем измерения объема делового лесоматериала, с помощью ограничений накладываемых на математическую модель фотометрического метода. Пятая глава посвящена разработке алгоритмов работы программного обеспечения автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала. Шестая глава посвящена экспериментальным исследованиям результатов работы алгоритмов реализованной автоматизированной системы измерения объема делового лесоматериала на основе бесконтактного фотометрического метода. В заключении излагаются основные результаты диссертационной работы. Первая глава посвящена анализу наиболее известных и часто используемых методов измерения объема круглых лесоматериалов. Раздел 1. Раздел 1. В разделе 1. Раздел 1. Раздел 1. Раздел 1. ГОСТ . В разделе 1. Раздел 1. Раздел 1. Раздел 1. В разделе 1. Все методы измерения объема круглых лесоматериалов можно разделить на два класса. Первый класс это поштучные методы измерения объема бревен и второй класс это групповые методы измерения объема бревен I. Поштучные методы измерения объема бревен методы, позволяющие измерить объем каждого бревна в отдельности. Большинство методов измерения основываются на представлении бревна в виде усеченного конуса. Он имеет три показателя верхний диаметр, нижний диаметр и длину. Моделью бревна с корой можно считать два конуса равной длины. Внутренний конус с диаметрами, измеряемыми без коры, заполнен древесиной, а наружный пустотелый конус заполнен корой и имеет толщину стенок, равную толщине коры. Конусность бревен, которую принято характеризовать сбегом изменением диаметра бревна на 1 м длины, значительно изменяется от бревна к бревну и в пределах длины бревна. Групповые методы объема бревен методы, позволяющие измерить общий объем совокупности из нескольких бревен. Основным преимуществом групповых методов является более высокая производительность и меньшие затраты на измерения, что достигается заменой сплошных дорогостоящих поштучных измерений каждого бревна партии на выборочные измерения. Выборочное измерение коэффициента пересчета измеренного показателя партии в объем бревен в партии. Выборочные измерения проводят с использованием одного из поштучных методов. Для малых партий лесоматериалов вагонных, автомобильных погрешность измерения объема групповым методом, обусловленная отклонением действительного коэффициента пересчета от используемого среднего значения, может достигать 2. В практику российской торговли лесоматериалами метод вошел, когда турецкие, австрийские и немецкие покупатели стали запрашивать пиловочник, измеренный по Губеру . В международном стандарте ИСО Хвойные пиловочные бревна Измерение размеров и определение объема метод сформулирован следующим образом Объем бревен определяют умножением площади поперечного сечения на середине длины бревна на длину бревна пункт 4. Моделью бревна для определения объема при этом методе является цилиндр с диаметром, равным срединному диаметру бревна, и длиной, равной длине бревна. При использовании данного и других рассмотренных ниже методов результат вычисления объема отдельного бревна округляют до 0,1 м, а партии бревен до 0, м3. Метод срединного сечения является торговой мерой количества круглых лесоматериалов во многих странах Европы. Национальные отличия заключаются в правилах измерения и округления срединного диаметра. В странах Западной Европы диаметр округляют вниз до целого сантиметра, а в Скандинавских странах на середину интервала. В Финляндии объем, вычисленный по формуле 1. В России метод был впервые стандартизирован только в году ОСТ 3. Его внедрение в нашей стране сдерживается отсутствием серийного изготовления современных лесных вилок и необходимостью поштучной раскатки бревен для измерения срединного диаметра, что не предусматривалось при проектировании лесопромышленных производств. В соответствии с названием метода вычисление объема проводят по площади верхнего и нижнего торца бревна. Моделью бревна при этом методе являются два цилиндра один с диаметром, равным верхнему диаметру бревна, а другой с диаметром, равным нижнему диамегру. Длина цилиндров равна половине длины бревна. Ь длина бревна, м.