长期以来,由于带式传输机具有经济、可靠、线路灵活、能耗低等优点,在许多工农业生产环节成为了散状物料运输、装卸的主要设备。同时带式输送机输送散状物料流量的计量数据对于生产企业的信息化改造、规范化管理、自动化控制,以及提高产品质量具有重要意义,因此如何提高散状物料流量动态计量的准确性和智能化成为近年来的研究热点。为满足散状物料快速、准确、稳定计量的需求,本文基于Xilinx公司的Zynq-7000系列芯片提出了基于FPGA的散状物料体积流量的光学非接触式动态计量方法,其具有计量速度快、精度高、误差小、稳定性高、自动化程度高、成本低等优势。本文首先在现有散状物料动态计量原理和装置分析的基础上,确定了基于结构光-双像机轮廓检测模型的非接触式测量方案,并给出了结构光视觉传感器光路图,同时基于透视投影原理和积分思想建立了测量系统的数学模型,确立了结构光光条图像的二维像素坐标与三维世界坐标之间的转换算法以及物料体积计算方法。其次,结合视觉传感器数学模型,研究了视觉测量系统内、外参数的标定方法。最后,设计了测量系统的总体实现方案以及软硬件单元,其硬件部分基于Zynq平台PL端的逻辑资源实现,主要包括图像采集、显示、预处理、光条亚像素中心提取、坐标变换、光条拼接、编码器测距、体积计算模块;软件部分在PS端实现,包括移植Linux操作系统、Open CV库和QT库,并使用QT编写了系统的应用软件,实现了系统标定、测量结果显示等功能。基于上述研究,在实验室搭建了测量系统原理样机,并对样机进行了标定实验,确定了视觉传感器的焦距、图像主点、畸变系数,以及二维图像坐标系与三维世界坐标系的数学关系。同时结合标定结果对带式输送机体积流量进行了测量实验,并对测量结果和误差进行了分析。实验表明,本文所研究的流量测量系统可以实现带式输送机散状物料体积流量的实时、准确、稳定、自动化测量。