基于三维激光扫描的煤堆建模系统设计与实现

在国内外煤炭码头中,一般采用散料堆场的形式储存货物,通过堆料机将煤炭卸到堆场上,再通过取料机将煤炭取料装船。煤堆的三维建模对于实现全自动堆取料和煤堆的体积测量都起到关键的作用,由于煤炭在装卸过程中灰尘较大,且存在各种恶劣天气的影响,所以在堆取料机作业过程中实现实时煤堆建模存在很大的难度。设计一套智能化的煤堆建模系统,主要原理为通过三维激光扫描仪将煤堆的三维点云信息实时的采集到服务器上,经过滤波、规格化、数学拟合等算法处理,将点云信息转化为标准的三维煤堆模型,并自动计算煤堆的体积,为全自动堆取料作业提供数据基础。     

基于Unity3D的煤炭码头视景仿真监控系统研究与实现

针对基于摄像头的场景监控系统具有可视场景小、易受天气(阴雨、雾霾)影响、黑夜工作效果差的缺点,提出了基于虚拟现实技术的煤炭码头监控系统实现方法。该方法通过远程数据访问,将现场实时采集的煤场大机的各项运行数据,以及煤堆的3D数据,通过MySQL数据库与虚拟三维场景相关联,完成了数据驱动下的取料机、堆料机实时运动模拟,以及煤堆数据的网格可视化,进而实现了港口码头煤堆以及大机运行状态的实时三维监控及可视化。该系统真实感强,交互性好,能够全天候实时监控煤场的运行状态,有利于决策者全方位了解现场信息,并及时发现异常状态。     

经纬仪与激光测距仪组合系统的误差分析及标定方法

通过将μ-base激光测距仪固定在经纬仪上形成一套组合测量系统,并对组合测量系统中测距仪与经纬仪的相对位置进行了精确标定,将激光测距仪测量得到的距离转换为经纬仪仪器中心到目标的距离,再结合经纬仪测量的目标角度值,形成一种适用于大尺寸、超高精度测量要求的三维测量系统。通过对组合系统的测距误差进行分析,提出了一套高精度的标定方法,使得经纬仪中心至目标点的距离测量误差为±16.9μm。并对组合系统在此标定误差下的测点误差进行了分析,结果表明组合系统点位测量误差小于激光跟踪仪。因此,理论上本文提出的经纬仪与激光测距仪组合测量系统能够满足工业领域中大尺寸、超高精度测量的要求。     

封闭式圆形煤场储量研究

对于圆形煤场的储煤量,目前较多采用估算的方式,与实际的误差很大,其对圆形煤场尺寸的确定有很大的影响。通过对圆形煤场的堆煤方式、原理进行分析,合理确定圆形煤场煤堆的边界条件。本次利用计算机CAD、三维建模,对各尺寸系列的圆形煤场进行了储量计算,为工程设计提供参考数据,以进一步推进圆形煤场的广泛应用。     

烟草专用标准恒流孔的研究

为了更好地测量卷烟吸阻和滤棒压降,基于计算流体动力学的角度对烟草专用恒流孔进行了研究,采用有限体积法和Realizable k-ε的湍流模型进行三维数值仿真,能够模拟烟草专用恒流孔的内部流动情况,并进行了理论、数值仿真和实验研究。实验数据和在浙江中烟标准化实验室测得的标准恒流孔入口端的体积流量的实验数据对比,综合分析后发现标准恒流孔能在其前端保持恒定的体积流量。     

智能轨道衡称重系统在钢厂应用研究

随着轨道衡设备技术的不断发展,轨道衡称重在工业计量应用越来越广泛。计算机网络技术与轨道衡称量技术相结合,使得轨道衡的应用更加信息化和智能化,轨道衡称重由单一的称重计量转变为智能称量系统。文章以某钢厂料场废钢称重应用为例,在应用轨道衡称重技术的基础上,融合了Internet以太网、无线网两种网络结构进行数据通信,运用格雷母线三维定位技术,计算机数据采集和信息处理,实现了智能轨道衡称重系统。该系统的应用实现了称重数据的自动采集、分类统计,能够跟踪各种物料的实时库存,大大提高了物料装载效率和物料调配的精细化水平。     

用三维点云计算活塞腔的体积

提出一种从三维点云计算活塞腔体积的方法。利用高精度的光学或接触式测头对活塞腔进行密集测量 ,得到活塞腔的三维密集点云数据。通过对三维点云的处理 ,分割出参考平面 ,重构其曲面几何模型 ,用数值积分的方法计算活塞腔的体积。同时 ,分析了这种方法的两种误差———离散误差和测量误差     

大型煤堆体积自动检测系统

介绍一种基于光学三角原理的激光扫描大型煤堆体积自动检测系统，文中描述了系统结构、工作及有关算法，并给出了部分实验结果。     

Alpha-Shapes分段改进算法在三维模拟树枝体积扫描测量中的应用

针对树木与树枝分叉部分体积计算困难,三维扫描建模易产生黏连现象等问题,提出一种Alpha-Shapes分段改进算法。通过三维激光扫描技术获取三维模拟树枝的点云数据,利用Alpha-Shapes算法计算出三维模拟树枝的点云边缘轮廓并进行三维重建,利用分段算法对三维重建数据进行体积分割计算,通过点云最高层补偿以此保证分段算法的准确度。最后用Alpha-Shapes算法计算各个分段体积并进行累加。实验使用标准塑料直管段、三通管段和四通管段对树干以及树枝的分叉情况进行模拟并通过扫描真实树枝进行验证,通过三维激光扫描技术获取点云数据,实验充分考虑树枝分叉情况、检测精度、黏连问题,结合不同模拟树枝分叉特点,对比选择最合适的半径α值与分段高度β值。实验表明该改进算法的体积计算误差值在4%-5%之间,较改进前降低5%。     

用于相位激光测距仪的频率综合电路

本文以多频率测距的中长距离相位激光测距仪电路为基础,提出采用一只高稳定度标准频率晶体直接进行频率综合的一种具体电路,分折了该电路的优点、性能及技术指标后,设计出一种新型有效的激光测距仪频率综合整机电路。     

用三维点云计算活塞腔的体积

提出一种从三维点云计算活塞腔体积的方法。利用高精度的光学或接触式测头对活塞腔进行密集测量，得到活塞腔的三维密集点云数据。通过对三维点云的处理，分割出参考平面，重构其曲面几何模型，用数值积分的方法计算活塞腔的体积。同时，分析了这种方法的两种误差－离散误差和测量误差。     

跟踪测距式三维坐标视觉测量系统

提出了一种跟踪测距式视觉坐标测量系统,主要由一架摄像机、一台激光测距仪、一台计算机和一支光笔组成。测量时,摄像机测量光笔上四个光反射点的方向,依据这些方向激光测距仪可跟踪捕捉到任一光反射点,并测量出某一光反射点到激光测距仪的距离,由测得的方向和距离系统可计算出光笔笔尖接触点的三维坐标。根据四点透视问题(P4P)原理建立了系统的数学模型,由于摄像机测得的距离参数的引入,使得该数学模型(P4P问题)可以线性求解,而且解具有唯一性,推导出了被测点三维坐标的求解公式。和单摄像机视觉坐标测量系统的比对实验结果表明,在Z,Y,X轴方向上的测量稳定性精度可分别提高0.366mm、0.031mm和0.011mm。     

燃煤电厂储煤场煤堆自燃及防治措施的试验研究

燃煤电厂储煤场煤堆氧化、自燃会导致存煤灰分升高,热值降低,影响电厂运行经济性和安全性.本文选取了南方某电厂堆放的两种典型烟煤为研究对象,考察了煤质特性、外部环境、堆放时间和温度空间分布等因素对煤堆自燃发火性的影响.结果表明,垂直于煤堆表面1m深度内,易出现煤堆自燃敏感温度70-90℃;煤堆温度随高度增加呈现逐渐降低的趋势,煤堆迎风面内部温度低于背风面内部温度.针对煤堆深层注水法及喷洒粉煤灰浆法两种自燃防治措施,评价了其自燃抑止的有效性.     

基于体素的体积计算在地质领域中的应用

根据水文地质钻孔数据建立地下水三维数据场模型,进而研究地下标量场和矢量场特征,是一种新的研究方法。体积计算是地质领域的一项基础性工作,针对地质体数据的特点,研究了两种基于体素的体积计算方法——1/8 体素和移动立方体体积计算方法,并将其与种子填充算法结合,用于遍历整个数据场。最后将计算结果与传统方法进行了对比,实验证明具有较好的精度。     

基于分组策略的多目标三维装箱算法

目的 针对现有三维装箱算法优化目标单一、优化效率低的问题,提出适用于求解大规模货物装载问题的多目标装箱算法,以提高装箱规划效率,确保货物运输安全。方法 考虑5种现实约束条件,以体积利用率和装载垛型重心偏移量为优化目标,建立多目标货物装载优化模型。采用拟人式装箱对货物进行预分组,减小决策空间,然后结合分组信息与装箱算法生成初始解;引入数据驱动的装箱交叉算子提高算法收敛性;设计多策略变异算子提高算法结果的多样性。结果 以公共数据集和真实航空货物数据作为实验数据进行实验。实验结果表明,在满足多种约束条件下,集装箱装载强异构货物平均体积利用率达到92.0%,重心位置空间偏移从20 cm减少到7.5 cm,并且算法运行时间减少了73.5%。结论 本文所提算法应用于求解大规模多目标三维装箱问题,提高了装箱质量和效率,可为三维装箱算法的工程应用提供参考。     

基于VTK的激光跟踪测量可视化软件设计

测量数据的三维可视化是激光跟踪测量数据处理的关键步骤之一。结合大型激光跟踪测量软件系统的开发实践,对VTK技术特点和体系结构进行深入研究,设计实现了对测量数据进行处理和显示的类和接口。在此基础上,基于Microsoft Visual Studio 2010平台,利用C++和VTK技术开发了一款三维测量数据处理及可视化软件,实现了测量点云拟合、三维图形显示以及交互功能,并通过实例验证了软件的有效性和可用性,证明了VTK在工业测量可视化领域具有很大的应用价值。     

三维编织碳纤维复合材料电阻率的估算

从影响材料电阻率的主要因素——碳纤维体积分数入手,主要分析了材料的电阻率这一电气特性,根据材料表面测量的数据,估算出材料内部碳纤维的体积分数。再根据多个试件测量的数据,拟合出材料的碳纤维体积分数和电阻率的关系曲线。根据估算出的碳纤维体积分数,估算出材料的电阻率。利用三维编织碳纤维复合材料的编织角和花节长度,估算出材料的电阻率。根据材料的电阻率这一电气特性,便于以后对材料进行涡流无损检测分析。      

论扩展频谱通信技术在无线网安全性中的应用

随着科学技术的不断进步,网络的发展也随之加快,有线网与无线网均得到了相应的发展空间。两者相比较,无线网的优势更为突出,随着越来越多人的关注,其网络的安全性也得到了广泛的重视。有线网一般均需要较长距离的输送线路,相关的专业人员能够从输送线路上窃取数据。在无线网的输送过程中也而对着窃听、干扰等不安全因素。通过概述扩展频谱通信技术,分析其在无线网安全性中的具体运用,并且通过实例分析,具体了解扩展频谱通信技术的实际运用。     

基于三维人体扫描的乳房体积计算

为了测量穿着不同文胸型号的女性乳房体积,得到不同型号下对应的乳房体积来设计合身的文胸。通过对100名女性进行三维人体扫描,获取其身体数据,采用体积差的方法,得出不同号型文胸所对应的乳房体积,左胸的体积一般大于右胸,左右胸的体积差0～0.04 L,为义乳的重量设计提供建议。根据不同的乳房大小,应选用不同体积的义乳,结论为A罩杯女性佩戴义乳体积在0.17～0.22 L,B罩杯女性佩戴义乳体积在0.26 L左右,C罩杯女性佩戴义乳体积在0.31～0.32 L,D罩杯女性佩戴义乳体积在0.49～0.53L。     

基于线激光的鱿鱼扫描系统与分割算法研究

目的:为实现低成本、等重量、自动化分割鱿鱼。方法:基于线激光扫描获取的点云,提出了一种结合线激光点云数据分析、表面重建及鱿鱼体积估测等方法的鱿鱼体积分割算法,使用三维激光扫描仪结合LabView获取鱿鱼表面的三维点云数据,为了还原鱿鱼表面形貌,使用阈值分割法去除点云数据里的噪点,根据分割算法确定分割点位置,对鱿鱼产品进行等侧边对角线等重量分割。结果:对角线长度最大误差为0.86%,重量最大误差为0.94%。结论:基于线激光的鱿鱼扫描系统实现了鱿鱼精确分割,符合企业的生产需求,为鱿鱼生产自动化提供了技术支持。