本文關(guān)鍵詞：基于激光測距技術(shù)的物料堆位自動測量系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 堆位測量 激光測距 高精度云臺 三維掃描 模擬分析

【摘要】：隨著當(dāng)代科技的飛速發(fā)展,社會的各個產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域正朝著自動化程度高,實時性程度高和精確度高的方向發(fā)展,堆位測量作為很多國民生產(chǎn)領(lǐng)域(礦產(chǎn),糧儲,散隊物料等)的重要技術(shù)同樣也逐步舍棄人工測量這樣耗時耗力的傳統(tǒng)方法,本論文所提出的方案主要針對水泥廠生料、熟料倉庫內(nèi)所存有的物料進行堆位測量。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。所以針對上述需求設(shè)計一套測量方案具有非常高的實際意義。測量堆位的一項關(guān)鍵技術(shù)就是距離的測量,本方案采用激光測距這樣一種精確度高,干擾度小的測量距離的技術(shù)。將激光測距儀器安裝到3個自主設(shè)計的高精度云臺上,云臺對稱分布在倉庫的頂端,測量時云臺進行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終端進行數(shù)據(jù)整合算出所測量物料的堆位。為方便監(jiān)控人員實施查看數(shù)據(jù),需要將測量數(shù)據(jù)及其配套信息存入數(shù)據(jù)庫,因為數(shù)據(jù)量較為龐大,所以選擇MySql數(shù)據(jù)庫作為存儲容器,監(jiān)控人員通過打開用QT編寫的數(shù)據(jù)庫查看軟件,通過時間、倉庫編號等篩選條件查看堆位信息。通過對方案的初步設(shè)計基本實現(xiàn)了系統(tǒng)的主體部分,并且實現(xiàn)了相配套傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)查看系統(tǒng)。但是由于測量所需要的實際環(huán)境較為復(fù)雜并且搭建困難暫時還很難在實驗室環(huán)境中進行實際測試,又由于水泥廠生產(chǎn)處于緊張時期很難停產(chǎn)進行實地安裝所以測量要到水泥廠生產(chǎn)空閑時期才能實地測試和校準(zhǔn)。目前僅利用MATLAB仿真軟件對對堆位的測量精度進行模擬分析考慮理論誤差和實際誤差兩方面因素初步判斷測量精度可以達到95%以上,滿足水泥產(chǎn)需求。
【關(guān)鍵詞】：堆位測量 激光測距 高精度云臺 三維掃描 模擬分析
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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13-14
• 2.1.1 需求分析13
• 2.1.2 總體設(shè)計13-14
• 2.2 常用測距方法歸納14-16
• 2.2.1 激光測距14-15
• 2.2.2 CCD攝影機15
• 2.2.3 超聲波測距15-16
• 2.3 測距系統(tǒng)的選擇16-18
• 2.4 基于激光測距的堆位測量方法18-23
• 2.4.1 坐標(biāo)系的建立與掃描點的獲得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)計和機械架構(gòu)設(shè)計24-36
• 3.1 硬件電路設(shè)計框架24
• 3.2 高精度云臺硬件電路設(shè)計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 云臺結(jié)構(gòu)簡介35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 物料堆位測量系統(tǒng)軟件設(shè)計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 云臺程序40-44
• 4.2.1 云臺總程序40-42
• 4.2.2 初始化程序42-43
• 4.2.3 云臺初始定位程序43-44
• 4.3 服務(wù)器軟件設(shè)計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)測試與誤差分析50-59
• 5.1 系統(tǒng)測試50-52
• 5.1.1 服務(wù)器系統(tǒng)測試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 模擬掃描點的獲得方法52-53
• 5.2.2 理論誤差分析53-56
• 5.2.3 實際環(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61-64
• 附錄1：L298步進電機PCB圖64-65
• 附錄2：云臺控制電路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：高精度云臺電路實物圖68-69
• 附錄6：網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)接電路實物圖69-70
• 附錄7：高精度云臺實物圖70

【參考文獻】

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本文編號：758645