طراحی و توسعه واحد مرکب تصویربرداری و بازسازی تصویر سه بعدی خرما پیارم

اندازه گیری حجم محصولات کشاورزی اطلاعات مهمی را برای برنامه های کاربردی در صنعت کشاورزی فراهم می کند. در این مقاله جزئیاتی از نحوه ساخت و عملکرد یک دستگاه مرکب تصویربرداری و بازسازی تصویر سه بعدی خرمای پیارم ارائه شده است. ابتدا پس از طراحی مکانیزم دستگاه در نرم افزار solidworks، قطعات مکانیکی جهت به راه انداختن مکانیزم دوران دوربین حول محصول ساخته و یا تهیه شدند. در مرحله دوم گشتاور مورد نیاز استپ موتور جهت به حرکت در آوردن مکانیزم محاسبه شد و پس از تهیه ی موتور، سیستم های تامین جریان برق و کنترلی آن مانند درایور موتور، plc و ... نیز تامین و به موتور متصل شدند. برای کاهش نویز نور محیطی و افزایش کیفیت تصویر دریافتی جهت باینری کردن و استخراج لبه های تصویر نیز، از روش نورپردازی از پشت و یک طرح ابتکاری برای یک پارچه سازی و سرهم بودن سیستم نورپردازی با تمام دستگاه استفاده شد. پس از تکمیل دستگاه برای آزمایش، آشنایی با چالش ها و کالیبره کردن دستگاه از یک عدد استوانه توپر و یک عدد خرمای پیارم تصویربرداری شد. و با استفاده از روش های پردازش تصویر حجم سه بعدی آن ها بازسازی گردید. در نهایت با استفاده از سه روش مختلف که در پژوهش های گذشته مورد استفاده قرار گرفته بودند حجم استوانه و خرما محاسبه شد و با حجم واقعی آن ها مور مقایسه قرار گرفت. روش vvt که از مدل wire-frame استفاده می کرد با خطای 35/0 درصد دارای کمترین اختلاف با حجم واقعی بود، که این خود نشان از دقت مناسب و کارایی خوب واحد مرکب تصویربرداری و بازسازی تصویر سه بعدی خرما پیارم می باشد.

Designing and developing an integrated imaging and 3D reconstruction unit from Piarom dates

Measuring the volume of agricultural products provides important information for applications in the agricultural industry. In this paper, details of the construction and performance of an imaging machine and the reconstruction of the three - dimensional image of Piarom date is presented. First, after designing the mechanism of the machine in the SolidWorks software, mechanical components were constructed or prepared to launch the camera rotation mechanism around the product. In the second step, the required torque of the motor was calculated to move the mechanism. After preparing the motor, the power supply and control systems such as motor driver, PLC, etc were also provided and connected to the motor. The backlighting technique and an innovative design were used to integrate and assemble the lighting system with the whole device to reduce the noise of ambient light and increase the quality of the received image to converting to binary and extracting the edges of the image. After completing the device, a solid cylinder and a number of Piarom dates were imaged for testing, familiarity with the challenges and calibration of the device. And using image processing methods, their three-dimensional volume were reconstructed. Finally, the volume of the cylinder and the date were calculated and compared with their actual volume by using three different methods that used in previous researches. The VVT system, which used the Wire-Frame model, had the lowest difference with the actual volume with an error of 0.35%, which indicates the proper accuracy and good performance of the integrated imaging unit and the reconstruction of the three-dimensional image of Piarom dates.