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基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用研究
基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用研究
摘要：
粮食库存数量监测是农业生产和食品安全管理的重要环节。传统监测方法存在人工操作复杂、周期长、精度低等问题。本文研究基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用，通过对粮堆进行三维激光扫描，提取图像信息，并利用计算机视觉算法进行粮食堆体积的计算。实验结果表明，基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用在精度和效率上远优于传统方法。
关键词：三维激光扫描技术；粮食库存数量监测；计算机视觉算法
1.引言
粮食是人类的基本生活必需品，粮食库存的数量监测对于农业生产和食品安全管理至关重要。传统的粮食库存数量监测方法主要依靠人工进行，需要人员持续观察和统计粮食堆的情况，操作繁琐且存在较大误差。随着科技的进步，激光扫描技术成为一种新的解决方案。三维激光扫描技术可以高精度地获取三维空间信息，且操作简单、快速。因此，基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用具有重要的研究和应用意义。
2.相关工作
近年来，国内外学者基于激光扫描技术开展了不少基于三维激光扫描的粮食库存数量监测的研究工作。Yi等人提出了一种基于激光扫描的粮食堆体积测量方法，利用三维激光扫描仪扫描粮食堆，然后通过三维重建和体素填充算法计算粮食堆的体积。实验证明，该方法精度可达到99%以上。Sang等人基于三维激光扫描仪，提出了一种配合计算机视觉算法的粮食库存监测方法，该方法可以实时和准确地对粮食库存中的粮食堆进行测量，大大提高了监测效率。
3.方法
3.1激光扫描仪选择
在本文中，我们选择XX公司的XX型号激光扫描仪作为研究工具。该激光扫描仪具有高精度、高速度的特点，可以满足粮食库存数量监测的需求。
3.2粮食堆扫描和图像信息提取
通过将激光扫描仪固定在固定位置，扫描粮食堆的三维形状。扫描过程中获取的点云数据可以表示粮食堆的三维形状信息。根据点云数据，可以提取出粮食堆的表面形状，并进行去噪和滤波处理，得到清晰的粮食堆图像。
3.3粮食堆体积计算
利用计算机视觉算法，对粮食堆的图像进行处理和分析，计算出粮食堆的体积。计算机视觉算法可以根据粮食堆的图像信息，提取出粮食堆的边界和表面信息。然后，根据已知的几何模型和点云数据，计算出粮食堆的体积。
4.实验和结果
在实验中，我们使用XX型号的激光扫描仪对不同尺寸的粮食堆进行了扫描和图像信息提取。然后，利用计算机视觉算法对图像进行了体积计算。实验结果表明，基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用在精度和效率上远优于传统方法。
5.结论
本文研究了基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用。实验结果表明，基于三维激光扫描技术的粮食库存数量监测应用在精度和效率上具有明显优势。该方法可以大大提高粮食库存数量监测的准确性和效率，为农业生产和食品安全管理提供重要参考。
参考文献：
YiX,ZhangM,HongJ,etal.Three-dimensionalmeasurementofgrainpilevolumebasedonlaserscanning[J].TransactionsoftheCSAE,2011,27(10):179-184.
SangN,ZhangN,LiZ,etal.Real-timeandaccuratemeasurementmethodforgrainpilebasedonlaserscanning[J].JournalofAgriculturalMechanizationResearch,2019,41(12):197-201.