基于激光扫描的堆料体积测量系统研究与设计

论文摘要

堆料体积测量系统在资源性企业盘存工作中应用比较广泛，目前企业盘存大多采用人工丈量或是激光测距打点等方法进行测量，工作量大，而且要耗费大量人力物力，时间长，精度不高。少数火电厂采用了移动式三维扫描仪进行煤堆体积测量，虽然节省了测量时间，但是由于操作复杂，测量精度不高，不能应用于有色金属等对测量精度有较高要求的企业。因此需要对堆料体积测量的原理及其系统设计进行更深入的研究，设计一种精度较高，测量时间短，易于操作的测量系统。本文在分析现有盘存系统的基础上，根据二维激光扫描仪的工作原理，建立了堆料体积测量的数学模型。本模型充分考虑了所用传感器的工作特点及现场盘存的工作特征情况，并对模型系统误差进行了分析。在系统设计上，行程量的测量采用了激光测距传感器，由以往采用编码器计数方式测量相对位移量改为直接测量行车移动位移，大大提高了系统测量精度。数据传输方式采用无线zigbee方案，使测量者不必上下行车即可完成测量工作，增加了盘存效率，提高了工作安全性。在上述工作的基础上，用Visual C++和OpenGL函数完成了软件编写和三维重建，并详细对各功能模块进行了功能和实现方法进行了阐述。利用三角网格算法完成了堆体积计算，从而获得盘存量。最后，通过现场实验测量，对整个软硬件系统进行了验证，并对测量误差因素进行了系统分析。通过现场实验结果表明该系统操作简单，测量迅速，精度较高，实用性非常强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.2 国内外发展现状及趋势
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 堆料体积测量系统数学模型建立
• 2.1 堆料体积测量基本理论
• 2.2 堆料体积计算模型
• 2.3 系统精度分析
• 3 系统总体设计
• 3.1 技术指标
• 3.2 系统功能分析
• 3.3 系统结构设计
• 3.4 硬件设备选型
• 4 软件设计
• 4.1 基础工作
• 4.2 交互模块开发
• 4.3 数据处理模块开发
• 4.4 本章小结
• 5 系统现场实验方案及测量误差分析
• 5.1 实验概述
• 5.2 实验方案
• 5.3 实验误差分析
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士期间发表论文目录