隨著三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展,三維空間中點(diǎn)云的相關(guān)處理技術(shù)也逐漸成熟。轉(zhuǎn)爐爐襯的厚度對(duì)鋼鐵煉鋼生產(chǎn)中的安全性和轉(zhuǎn)爐壽命的確認(rèn)都具有十分重要的影響,因此,本文將掃描得到的轉(zhuǎn)爐的不同角度的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)拼接和曲面重建,隨后與轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)鋼殼輪廓進(jìn)行比對(duì)從而完成對(duì)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度的檢測(cè),為轉(zhuǎn)爐煉鋼的安全生產(chǎn)提供保證。本文的主要內(nèi)容包括以下五點(diǎn):(1)分析綜述了轉(zhuǎn)爐爐襯測(cè)厚技術(shù)的現(xiàn)狀,分析了三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于爐襯測(cè)厚的可行性。(2)詳細(xì)闡述了三維激光掃描技術(shù)的基本原理以及掃描所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的分類,并對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的大致處理流程進(jìn)行了介紹,尤其是對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理進(jìn)行了詳細(xì)描述。(3)分析了三維掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)的粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)方法,研究比較了粗配準(zhǔn)使用的描述子和改進(jìn)的ICP算法及其它幾種點(diǎn)云配準(zhǔn)的算法,獲得了本論文所用的改進(jìn)的ICP算法,該算法通過計(jì)算MLS特征并運(yùn)用了鄰近點(diǎn)通信和強(qiáng)度投票進(jìn)行配準(zhǔn),結(jié)合采集的樣本數(shù)據(jù),驗(yàn)證了該算法在點(diǎn)云配準(zhǔn)上的有效性。(4)通過坐標(biāo)變換將以掃描儀為坐標(biāo)原點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到以轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的極坐標(biāo)系中,并與轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)鋼殼輪廓數(shù)據(jù)或爐襯初始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,從... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１轉(zhuǎn)爐模型示意圖??

??超聲波測(cè)厚法是利用超聲在固體介質(zhì)中傳播的特點(diǎn)進(jìn)行測(cè)厚的，在一定溫度??下超聲波進(jìn)入爐內(nèi)入射到爐襯上，通過超聲波在爐襯內(nèi)入射和反射的傳播時(shí)間求??出爐襯的殘存厚度。因?yàn)閷?shí)際的轉(zhuǎn)爐爐襯材料性質(zhì)變化很大，轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所??以這一方法目前只在實(shí)驗(yàn)室研究階段。??目前基于激光距離檢測(cè)的方法逐漸應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐爐襯厚度測(cè)量中，尤其是快速??三維掃描儀的出現(xiàn)，使激光檢測(cè)法更能快速有效的測(cè)量出爐襯厚度。??１．１．２基于激光測(cè)距的爐襯測(cè)厚方法及現(xiàn)狀??激光測(cè)距的原理如圖１．２所示，通過微處理器計(jì)算激光發(fā)射脈沖與接收脈沖??的時(shí)間差來測(cè)量發(fā)射頭與目標(biāo)間的距離，當(dāng)激光發(fā)射頭以一定的角度向轉(zhuǎn)爐內(nèi)部??爐襯表面發(fā)射測(cè)量脈沖后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄此角度和距離，通過一定的變換關(guān)系??就能獲得轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)爐襯的輪廓信息，再和轉(zhuǎn)爐內(nèi)部鋼殼輪廓或者爐襯侵蝕前的原??始形狀進(jìn)行比對(duì)從而得到轉(zhuǎn)爐爐襯厚度。??

Ａ??圖１．３爐襯激光測(cè)厚原理??圖１．３中虛線表示轉(zhuǎn)爐爐襯被侵蝕前的形狀，實(shí)線表示爐襯現(xiàn)有的形狀，ＯＡ??代表轉(zhuǎn)爐的中心軸線，１表示爐襯原來的內(nèi)半徑，ｒ表示測(cè)量點(diǎn)到轉(zhuǎn)爐中心軸線??的距離，ｄ是測(cè)量點(diǎn)到掃描儀中心的距離，《是激光發(fā)射方向與中心軸線的夾角，??（１和》都可以由激光距離與角度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到。??根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系有：ｒ?＝?ｄ＊ｓｉｎａ，由于轉(zhuǎn)爐新砌磚時(shí)ｒ。己知，所以可以得??到轉(zhuǎn)爐爐襯在使用過程中被侵蝕掉的厚度：??Ａｒ?＝?ｒ?－?ｒ〇?－?ｄ＊?ｓｉｎａ－?ｒ〇?（１．１）??目前激光測(cè)厚法大都采用離散的點(diǎn)測(cè)方法，利用全站儀一點(diǎn)一點(diǎn)測(cè)量轉(zhuǎn)爐內(nèi)??部感興趣的部位，這種方法速度慢且測(cè)量數(shù)據(jù)有哏。隨著激光快速三維掃描儀的??出現(xiàn)，人們可以快速獲得爐襯內(nèi)部輪廓。激光快速掃描儀以伺服電機(jī)為動(dòng)力的測(cè)??頭可以自動(dòng)掃描爐襯的整個(gè)內(nèi)表面，并以毎秒幾萬點(diǎn)的速度將測(cè)頭所處的位置和??所測(cè)出的距離存于計(jì)算機(jī)中

【參考文獻(xiàn)】：
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