Молодой ученый ЛЭТИ разработал проект 3D-сканера для измерения объема сыпучих материалов

24.07.2020

Программно-аппаратный комплекс, основанный на оптических камерах, позволит сделать учет сыпучих материалов более дешевым и эффективным.

Выпускник бакалавриата факультета компьютерных технологий и информатики Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» Максим Миненко создал проект программно-аппаратного комплекса для измерения объемов сыпучих материалов. Разработка основана на технологии компьютерного зрения (Computer Vision), которая позволяет с минимальной погрешностью восстановить форму и реальные размеры объектов.

Оценка количества сыпучего материала, находящегося в емкости, таре или на некоторой поверхности, является сегодня одной из наиболее востребованных операций во многих отраслях промышленности. Нередко недобросовестные поставщики разными способами завышают объем поставляемого материала.

«Сегодня для учета транспортируемых материалов в грузовиках и вагонах применяются автомобильные и железнодорожные весы соответственно. Эти системы требуют тщательной подготовки фундамента для установки весов. Стоимость установки фундамента часто превышает стоимость самих весов. Также данные системы имеют малый срок службы, сложны в обслуживании и трудно переносятся на новое место», – объясняет Максим Миненко.

Для решения вышеперечисленных проблем молодой ученый предложил использовать программно-аппаратный комплекс, основанный на оптических камерах. Он позволит сделать учет сыпучих материалов более дешевым и эффективным. Подобные системы имеют низкую цену, используют бесконтактный метод измерения, просты в установке и обладают достаточной точностью для задач измерения объема. К минусам, по словам разработчика, можно отнести необходимость мощных вычислителей для некоторых алгоритмов, которые несколько повышают стоимость.

«На сегодняшний день аналогов оптических систем, позволяющих производить вычисления объема, не существует». Студент факультета компьютерных технологий и информатики СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Максим Миненко

Основной принцип работы предлагаемой системы – реконструкция 3D формы по изображениям с помощью одной или двух камер. Во время проезда грузовика под установкой производится непрерывная съемка, полученные изображения обрабатываются: убираются артефакты, блики из-за солнца и т.д. Далее алгоритм находит особые точки и производится триангуляция – нахождение 3D позиции точек, которые объединяются в поверхность, и происходит расчет объема. «Также система способна распознавать грузовики, идентифицировать их и рассчитывать объем пустого грузовика», – поясняет Максим Миненко.

Проект молодого ученого «Разработка 3D-сканера для измерения объема сыпучих материалов» реализуется на средства гранта по программе «УМНИК» Фонда содействия инновациям – победу в конкурсе студент ЛЭТИ одержал в номинации «Новые приборы и аппаратные комплексы» во втором полугодии 2018 года. Научным руководителем выступил кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Иванович Канатов.

В данный момент проект находится в активной разработке: осуществляется тестирование отдельных систем, создан опытный образец системы, который сейчас набирает данные для тестирования алгоритмов. Перед разработчиком стоит задача – создание прототипа с достаточным функционалом до конца 2020 года. В перспективе – разработка удаленного сервера для сложных вычислений. Разработкой заинтересовалась петербургская организация «Профбетон», в готовом продукте заинтересованы уже более пяти различных российских компаний.

Share:

Read next

Subscribe to StudyInSPb
Newsletter