本文關(guān)鍵詞：基于激光測(cè)距技術(shù)的物料堆位自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 堆位測(cè)量 激光測(cè)距 高精度云臺(tái) 三維掃描 模擬分析

【摘要】：隨著當(dāng)代科技的飛速發(fā)展,社會(huì)的各個(gè)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域正朝著自動(dòng)化程度高,實(shí)時(shí)性程度高和精確度高的方向發(fā)展,堆位測(cè)量作為很多國民生產(chǎn)領(lǐng)域(礦產(chǎn),糧儲(chǔ),散隊(duì)物料等)的重要技術(shù)同樣也逐步舍棄人工測(cè)量這樣耗時(shí)耗力的傳統(tǒng)方法,本論文所提出的方案主要針對(duì)水泥廠生料、熟料倉庫內(nèi)所存有的物料進(jìn)行堆位測(cè)量。水泥廠生料、熟料庫作為水泥廠重要組成部分,其內(nèi)部存儲(chǔ)的物料的多少直接影響到企業(yè)后續(xù)的規(guī)劃。所以針對(duì)上述需求設(shè)計(jì)一套測(cè)量方案具有非常高的實(shí)際意義。測(cè)量堆位的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是距離的測(cè)量,本方案采用激光測(cè)距這樣一種精確度高,干擾度小的測(cè)量距離的技術(shù)。將激光測(cè)距儀器安裝到3個(gè)自主設(shè)計(jì)的高精度云臺(tái)上,云臺(tái)對(duì)稱分布在倉庫的頂端,測(cè)量時(shí)云臺(tái)進(jìn)行3維掃描,將掃描結(jié)果通過STM32系列微控制器和外圍設(shè)備傳入PC終端進(jìn)行數(shù)據(jù)整合算出所測(cè)量物料的堆位。為方便監(jiān)控人員實(shí)施查看數(shù)據(jù),需要將測(cè)量數(shù)據(jù)及其配套信息存入數(shù)據(jù)庫,因?yàn)閿?shù)據(jù)量較為龐大,所以選擇MySql數(shù)據(jù)庫作為存儲(chǔ)容器,監(jiān)控人員通過打開用QT編寫的數(shù)據(jù)庫查看軟件,通過時(shí)間、倉庫編號(hào)等篩選條件查看堆位信息。通過對(duì)方案的初步設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的主體部分,并且實(shí)現(xiàn)了相配套傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)查看系統(tǒng)。但是由于測(cè)量所需要的實(shí)際環(huán)境較為復(fù)雜并且搭建困難暫時(shí)還很難在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行實(shí)際測(cè)試,又由于水泥廠生產(chǎn)處于緊張時(shí)期很難停產(chǎn)進(jìn)行實(shí)地安裝所以測(cè)量要到水泥廠生產(chǎn)空閑時(shí)期才能實(shí)地測(cè)試和校準(zhǔn)。目前僅利用MATLAB仿真軟件對(duì)對(duì)堆位的測(cè)量精度進(jìn)行模擬分析考慮理論誤差和實(shí)際誤差兩方面因素初步判斷測(cè)量精度可以達(dá)到95%以上,滿足水泥產(chǎn)需求。
【關(guān)鍵詞】：堆位測(cè)量 激光測(cè)距 高精度云臺(tái) 三維掃描 模擬分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH744.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 論文研究背景與意義10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本論文的研究目標(biāo)與內(nèi)容12
• 1.4 論文章節(jié)安排12-13
• 第2章 需求分析和主要算法13-24
• 2.1 需求分析和總體設(shè)計(jì)13-14
• 2.1.1 需求分析13
• 2.1.2 總體設(shè)計(jì)13-14
• 2.2 常用測(cè)距方法歸納14-16
• 2.2.1 激光測(cè)距14-15
• 2.2.2 CCD攝影機(jī)15
• 2.2.3 超聲波測(cè)距15-16
• 2.3 測(cè)距系統(tǒng)的選擇16-18
• 2.4 基于激光測(cè)距的堆位測(cè)量方法18-23
• 2.4.1 坐標(biāo)系的建立與掃描點(diǎn)的獲得18-21
• 2.4.2 Delaunay三角劃分21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 硬件電路設(shè)計(jì)和機(jī)械架構(gòu)設(shè)計(jì)24-36
• 3.1 硬件電路設(shè)計(jì)框架24
• 3.2 高精度云臺(tái)硬件電路設(shè)計(jì)24-32
• 3.2.1 電源模塊25
• 3.2.2 控制模塊25-27
• 3.2.3 MAX485CSA接口模塊27-28
• 3.2.4 達(dá)林頓晶體管陣列28-29
• 3.2.5 串口通信接口模塊29-30
• 3.2.6 L298N硬件電路設(shè)計(jì)30-31
• 3.2.7 電子羅盤和角度傳感器31-32
• 3.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊32-35
• 3.3.1 STM32F107VCT6控制模塊32-34
• 3.3.2 DM9161網(wǎng)卡模塊34-35
• 3.4 云臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 物料堆位測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)36-50
• 4.1 MAX485/MAX232轉(zhuǎn)TCP/IP程序36-40
• 4.1.1 系統(tǒng)初始化36-38
• 4.1.2 LWIP初始化38
• 4.1.3 控制芯片與DM9161發(fā)送程序38-39
• 4.1.4 控制芯片與DM9161接收程序39-40
• 4.2 云臺(tái)程序40-44
• 4.2.1 云臺(tái)總程序40-42
• 4.2.2 初始化程序42-43
• 4.2.3 云臺(tái)初始定位程序43-44
• 4.3 服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)44-49
• 4.3.1 服務(wù)器總框圖44
• 4.3.2 信息傳輸協(xié)議44-46
• 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)的存取46-47
• 4.3.4 計(jì)算數(shù)據(jù)47-48
• 4.3.5 數(shù)據(jù)庫的建立48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)測(cè)試與誤差分析50-59
• 5.1 系統(tǒng)測(cè)試50-52
• 5.1.1 服務(wù)器系統(tǒng)測(cè)試50-51
• 5.1.2 數(shù)據(jù)庫查詢界面51-52
• 5.2 誤差分析52-58
• 5.2.1 模擬掃描點(diǎn)的獲得方法52-53
• 5.2.2 理論誤差分析53-56
• 5.2.3 實(shí)際環(huán)境誤差分析56-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論與展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 附錄1：L298步進(jìn)電機(jī)PCB圖64-65
• 附錄2：云臺(tái)控制電路PCB圖65-66
• 附錄3：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換PCB底層圖66-67
• 附錄4：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換PCB頂層圖67-68
• 附錄5：高精度云臺(tái)電路實(shí)物圖68-69
• 附錄6：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接電路實(shí)物圖69-70
• 附錄7：高精度云臺(tái)實(shí)物圖70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：758645