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申请/专利权人：山西众博自控设备有限公司;太原科技大学

摘要：本发明基于端到端学习的双频条纹散装物料体积获取系统属于带式输送机在线计量技术领域，包括：图像生成单元、图像投影单元、图像采集单元、时序控制单元、体积测量单元和显示单元，利用图像生成单元生成频率不同的正弦条纹图，通过图像投影单元将生成的图像投影到散装物料上后，通过时序控制单元控制图像采集模块与图像投影模块同步工作，使得在投影一帧图像的同时能够同步采集图像，图像采集模块采集变形的正弦条纹图，采集到的变形图利用体积测量单元进行处理，即可得到带式输送机的散装物料瞬时体积，本发明基于不同的测量场景，使用端到端的深度学习方法，实现了更为准确的体积获取，在带式输送机散装物料计量领域具有广阔的应用前景。

主权项：1.基于端到端学习的双频条纹散装物料体积获取系统，其特征在于：包括图像生成单元、图像投影单元、图像采集单元、时序控制单元、体积测量单元和显示单元，利用图像生成单元生成频率不同的正弦条纹图，通过图像投影单元将生成的图像投影到带式输送机上的散装物料上后，通过时序控制单元控制图像采集单元与图像投影单元同步工作，使得投影单元在投影一帧图像的同时，图像采集单元能够同步采集相应变形的正弦条纹图，采集到的变形图利用体积测量单元进行处理，即可得到带式输送机的散装物料瞬时体积；所述图像投影单元条纹生成的过程使用下式表示： 其中，x是条纹图像在x方向的像素坐标，A是背景强度，B是调制强度，fn是条纹频率，n的取值有2个，I1为高频条纹，I2为低频条纹；所述体积测量单元包括浅层特征提取层、编码层和解码层、中间连接层和输出层，具体体积计算过程如下：步骤1采集到的两幅变形正弦条纹图通过由分支特征提取模块和混合特征提取模块组成的浅层特征提取层，提取得到包含不同频率的条纹特征的混合特征；步骤2编码层对混合特征进一步学习并将学习到的深层特征信息输入至中间连接层；步骤3中间连接层通过信息馈送模块的学习将编码端的条纹信息馈送至解码层；步骤4解码层解码将特征图尺寸还原的同时得到物体的深度特征信息；步骤5输出层降低特征维度并输出物体最终的深度信息；步骤6散装物料的深度信息对底面积进行积分即可得到散装物料的体积；其中，浅层特征提取层为双分支结构，高频条纹、低频条纹分别经过三次连续的BFEM模块处理后，将两个分支输出的特征图沿通道维度进行串联，并输入MFEM模块进行混合特征提取，浅层特征提取的第一部分用下面的公式表示： 其中，Ii表示输入的条纹图案，表示通道并集操作，表示浅层特征提取第一部分的输出，表示每个BFEM的功能；MFEM模块可用下面两个公式表示： 其中，表示3×3卷积运算，表示激活运算，表示扩张率为D的空洞卷积，是浅层特征提取第二部分得到的特征图，是浅层特征提取第三部分得到的特征图。

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