Программно-аппаратный комплекс учёных СПбГЭТУ «ЛЭТИ» – это первая подобная система, которая использует камеры для взвешивания грузов. В совокупности с алгоритмами 3D-реконструкции такое устройство обеспечит точность замера сыпучих материалов на контрольно-пропускных пунктах, а в будущем, возможно, и на дорогах общего пользования.
Старший научный сотрудник лаборатории МИС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Вячеслав Гульванский
Сегодня измерение сыпучих материалов: песка, гравия, керамзита и др. – осуществляется с помощью взвешивания грузовиков на въезде-выезде с карьеров, предприятий. На контрольно-пропускных пунктах охрана чаще всего записывает массу груза в журнал учёта, так как на карьерах обычно нет доступа в интернет для создания электронной базы данных. При такой системе учёта данных существует большая вероятность нарушения фиксирования массы материалов и записи о них.
Более того, метод расчёта сыпучих материалов, при котором массу узнают с помощью вычисления объёма, не всегда точен. При расчёте объёма нужно знать плотность материала, которая зависит от фракции груза, влажности и т.д. Из-за этих факторов сложно быть уверенным в правильности значения плотности, а следовательно, и в замерах материалов.
«Разработка представляет собой программно-аппаратный комплекс. Условно это сам сканер и программное обеспечение (ПО) к нему. Сканер выглядит как корпус, в котором сделаны два отверстия для объективов камер, располагающихся друг от друга на расстоянии. Внутри корпуса находятся питание для устройств, коммутатор и климатическое оборудование. Сканер подключен к ПК, на котором запускаются разработанные алгоритмы. В основе лежат алгоритмы компьютерного зрения. Это и предобработка изображений, и наложение маски, выделение объектов, расчёт 3D. Далее ПО передаёт сигнал сканеру и получает фотографии. Из серии таких фотографий получается 3D-изображение. ПО имеет свою базу данных, которая может хранить в течение долгого времени объемы и фото грузовиков по запросу заказчиков. В основе проекта лежат алгоритмы компьютерного зрения: предобработка изображений, наложение маски, выделение объектов, 3D-моделирование», – рассказывает кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории МИС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Вячеслав Гульванский.
Сегодня аналогичных систем с использованием камер для измерения сыпучих грузов не существует. Конкурентом данной разработки могут считаться лидары – устройства, измеряющие расстояния путем излучения света и замера времени возвращения отраженного луча на приёмник. Такая технология также позволяет анализировать объем заполнения кузова сыпучими телами, вычисляя облака точек (3D-поверхность сыпучего материала) и сравнивая пустой грузовик с полным, но при этом использование лидаров является гораздо более затратным методом оценки сыпучих грузов. Помимо стоимости разработка учёных «ЛЭТИ» с помощью алгоритмов смогла избежать таких недостатков при применении лидаров, как слепые зоны при сканировании, проблемы в измерении при нелинейном и высокоскоростном передвижении грузовиков.
На данный момент разработка рассчитана только для контрольно-пропускных пунктов предприятий, но при использовании более современных камер и вычислителей станет возможно проводить измерения сыпучих материалов без остановки грузовика, прямо на дорогах общего пользования. В ближайшей перспективе планируется собрать промышленный образец комплекса.
Источник информации и фото: СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
