Автореферат (1152211), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для определения длины отрезка М№ происходит две операции — поиск длины отрезка ОМ и поиск длины отрезка ОМ, но прежде всего необходимо определить такие точки А1ха,уа), В1хЬ,уЬ), которые бы являлись вершинами многогранника, а точка М лежала бы на грани АВ, образованного точками А и В (рис. 11, а). Поскольку сторон многогранника может быть очень много, то необходимо производить последовательное вычисление углов между горизонтальной нормалью, проходящей через точку 01хО,уО) и )-ой, а так же 1+1-ой вершиной. Пусть ав угол между 1-ой вершиной и нормалью, а ах - угол между 1+1-ой вершиной и нормалью.
Таким образом для нахождения точек А и В„которые являются соответственно ~'.+1-ой и ~'-ой вершинами, необходимо, чтобы выполнялось следующее неравенство: аа с а с ая 1б) При выполнении такого условия становятся явным индексы г-ой и 1+1- ой вершин, которые образуют отрезок АВ, содержащий точку М1хт,ут). Нахождение длины отрезка ОМ сводится к простой геометрической задаче поиска длины отрезка в гАОВ. Построив дополнительный п!у ОВОС, можно определить координаты точки С вЂ” хс и ус, которые равны хО, уЬ соответственно (рис. 11, о). С~хе;ус~ ОГхО,гО~ а б Рис. 11, а. графическое представление расположения точек Азха, уа), В1хЬ, уЬ), М1хт, ут), 01хО, уО) относительно друг друга; зависимостей углов ав, а, ах.
Рис. 11, б. графическое представление расположения точек А1ха, уа), В1хЬ, уЬ), М1хт, ут), О~хО, уО), относительно друг друга; дополнительный п/у ОВОС, зависимостей углов ав, а. ах. Аналогичным способом производится расчет длины отрезка ОМ, при новом значении угла а = а + 180' с последующим определением новых точек А1ха„уа), В1хЬ, уЬ). Алгоритм поиска координат точек М1хт,ут) и У~хи, ув) представлен в качестве блок-схемы на рис. 12, где функция деЖпе~а, О~хО, уО)) производит расчет длины отрезка МЖ, по описанному выше алгоритму. Рис.
12 Блок-схема алгоритма поиска координат точек М(хт,ут) и Ж(хп, ул) для построения отрезка ММ. Приведенные данные в блок-схеме поиска координат точек М(хпг,уи) и Ф(хи, уи) (рис.) имеют следующие обозначения: е — переменная, характеризующая количество итераций цикла; Й вЂ” задаваемое количество отрезков МХ, которое найдет алгоритм поиска; а — угол между отрезком ММ; и МЖ; ~, (мм — длина отрезка МУь построенного на (-ой итерации; ти~ — переменная, необходимая для поиска минимальной длины отрезка; На каждой итерации цикла происходит поиск новых координат точек М(хаут) и Ф(хи„ул), имея которые рассчитывается длина отрезка МФ.
Далее полученная длина 1мм сравнивается с минимальным значение длины тш, полученным в одной из предыдущих итерациях. Если длина отрезка МФ; меньше иил, то переменной тш присваивается значение длины отрезка МФ;. В случае, когда неравенство МЖ; < ипп не выполняется, то цикл переходит на следующую итерацию, Переменная е является ограничителем в цикле поиска„ где при достижении переменной ~' значения е происходит выход из цикла.
Графическое изображение поиска отрезков МФ, ЕН представлено на рис. 13, Рис. 13 Графическое изображение поиска отрезков МЖ, ЕН. К 1,„= Ем~ х— И К 1н = 1кнх М (9) После нахождения координат точек М и У, необходимо найти координаты точек Н~хл, уй), Е(хе, уе), лежащих на гранях многогранника, при этом точка 01хО, уО) лежала бы на отрезке ЕН, а "'МОН = 90'. Таким образом отрезок ЕН характеризует относительную длину гранулы, а отрезок ММ характеризует длину гранулы. Полученные относительные значения длины и ширины выражены в пикселях, поэтому для получения значения в миллиметрах, либо других системах измерения необходимо произвести конвертацию, Зная, что разрешение матрицы видеокамеры составляет М пикселей в ширину, а ширина области мониторинга на конвейерной линии составляет К миллиметров, то расчет эквивалентности одного пикселя и миллиметров можно рассчитать по следующей формуле: К 17) 1рх =— И Имея показатели относительной длины отрезков 1мж и 1рн, которые выражены в пикселах, можно рассчитать значения ширины Ь и длины 1н гранулы в миллиметрах по следующей формуле: Полученные значения длины и ширины гранулы в мм заносятся в базу данных программного обеспечения для последующего анализа, сравнения с эталонными показателями и формирования банка данных количества брака и продукции надлежащего качества.
В третьей главе изложен предлагаемый подход к решению задачи органолептичес кой оценки гранулированных пищевых продуктов при помощи системы компьютерного зрения. При проведении экспериментальной части работы и тестирования системы использовалась следующая совокупность аппаратов: видеодатчик Я)МУ РЯЗЕУЕ Сатега В4.09.24.1, осветительные приборы - светодиодная панель 5А! 10001.М, штатив Ке1сат Есород Е-10б, персональный компьютер, имеющий следующие характеристики, влияющие на производительность работы приложения: процессор 1п1е1 Соте 15-2400 ф 3.10 ОНА, оперативная память 8СВ. Расположение камеры: камеру необходимо располагать над конвейерной линией на участке технологического производства после процесса гранулирования, так как необходимо осуществлять контроль качества непосредственно при выходе гранул из гранулятора.
Камера должна быть ориентирована таким образом, чтобы плоскость матрицы сенсора располагалась параллельно плоскости конвейерной линии (рис 14, а). а/ а б Рис. 14, а Схема расположения видеодатчика над конвейерной линией. Н вЂ” расстояние от видеодатчика до конвейерной линии, 1З вЂ” ширина конвейерной линии, 1 — видеокамера, 2 — область конвейерной линий, попадающая в зону видимости камеры, 3 — конвейерная линия производственного процесса. Рис. 14, б калибровка отступов Пунктирными линиями обозначено пространство, попадающее в область видимости камеры. Рекомендуется устанавливать видеокамеру таким образом, чтобы изображение конвейерной линии занимало всю область видимости камеры; в случае, если такая установка камеры над конвейерной линией невозможна из-за технических особенностей производства, то необходимо использовать дополнительные возможности для калибровки— отступы.
Если камера с заданным углом обзора расположена таким образом, что изображение конвейерной линии занимает часть кадра, то необходимо использовать специальные поля в интерфейсе программы, значения которых присваиваются в соответствующие переменные программы, характеризующие ширину отступа в пикселах. Необходимо подобрать такие отступы 1~ и 12, что значение переменной К вЂ” соответствовало ширине конвейерной линии.
Данная операция необходима для того, чтобы алгоритмы программы использовали для обработки только область ограниченную расстояниями 1~ слева и 12 справа (рис 14, б), где И' — ширина изображения, Π— высота изображения в пикселах, пунктирными линиями абстрактно изображена конвейерная линия. Рис. 15, а. Коллаж скриншотов окна «Сатега Ргорегйев» тестировочной утилиты С1.-Еуе Тез1. Рис.
15, б. Скриншот программы С1.-Еуе Тез1 для тестирования режимов работы видеокамеры, установка параметра Ргаше Ка1е При разработке программного обеспечения автоматизированной системы компьютерного зрения был использован язык программирования АсйопБсг1р1 3.0 в среде разработки программного обеспечения Р1азЬВене1ор 5.0.0.2. Был введен коэффициент ягау5ас1е йоег уровня чувствительности алгоритма, который влияет на размер детектнруемых объектов, который был подобран экспериментальным путем. Как можно видеть из рисунка 16 — при неравномерности освещения объектов съемки возникает неравномерное детектирование границ объектов, Рис.
16. Сравнение результатов алгоритма выделения границ с разным коэффициентом чувствительности В данном случае при высоких значениях коэффициента уровня чувствительности, равным 1, в области высокой экспозиции наблюдается детектирование мелких объектов, таких как крупка, пыль от гранул, в то время как при низких значениях, например 0,35 наблюдается потеря границ объектов в областях с низкой экспозицией. и б Рис. 17. Полученное изображение с выделенными границами гранул. Для данных условий съемки, параметра светочувствительности матрицы эмпирически было выбрано значение 0,5 для коэффициента чувствительности алгоритма. Так же данное наблюдение показало необходимость максимизировать равномерность подсветки исследуемого объекта с целью равномерной экспозиции по всей площади кадра, По окончании работы циклов формируется новое изображение (рис. 17 6), которое содержит бинаризированное изображение объектов (гранул) с выделенными границами, где белый цвет соответствует границе объекта, а черный соответствует заднему фону, а так же грануле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
