[發(fā)明專利]一種基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410505503.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104279955B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文建;房靜;趙路佳;吳鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 王來(lái)佳

1.一種基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：包括如下步驟：

⑴通過(guò)在煤堆正上方采用激光測(cè)距，測(cè)得煤堆正上方采集點(diǎn)與煤堆表面點(diǎn)直線距離為h，采集點(diǎn)與煤堆所在地面水平面直線距離為H，由此得到煤堆表面點(diǎn)與煤堆所在地面水平面直線距離z＝H-h，同時(shí)通過(guò)GPS定位模塊得到采集點(diǎn)水平坐標(biāo)x和y；

⑵重復(fù)步驟⑴得到多個(gè)煤堆正上方采集點(diǎn)與煤堆表面點(diǎn)直線距離以及水平坐標(biāo)，通過(guò)對(duì)多個(gè)煤堆正上方采集點(diǎn)與煤堆表面點(diǎn)直線距離得到多個(gè)煤堆表面點(diǎn)與煤堆所在地面水平面直線距離，由此描繪煤堆俯視圖輪廓；

⑶通過(guò)對(duì)多個(gè)煤堆表面點(diǎn)與煤堆所在地面水平面直線距離與多個(gè)采集點(diǎn)水平坐計(jì)算煤堆的近似體積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：步驟⑵所述的多個(gè)煤堆正上方采集點(diǎn)的激光測(cè)距以及GPS定位通過(guò)四軸飛行器實(shí)施，四軸飛行器飛行軌跡為遍歷煤堆表面輪廓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述四軸飛行器包括四軸飛行器和四軸飛控板，在四軸飛行器上安裝有四軸飛控板，所述四軸飛控板上安裝有主控芯片、GPS定位模塊、陀螺儀慣性導(dǎo)航模塊、激光測(cè)距模塊、顯示模塊以及SD卡模塊，GPS定位模塊用于采集四軸飛行器的經(jīng)緯度值，陀螺儀慣性導(dǎo)航模塊用于采集四周飛行器進(jìn)行輔助水平定位，GPS定位模塊以及激光測(cè)距模塊的輸出端分別與主控芯片輸入端連接，主控芯片輸入端連接有陀螺儀慣性導(dǎo)航模塊，用于對(duì)四周飛行器進(jìn)行輔助水平定位，主控芯片輸出端分別連接顯示模塊以及SD卡模塊，顯示模塊用于顯示主控芯片采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行測(cè)算的結(jié)果，SD卡模塊作為存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)主控芯片采集的輔助水平定位后的經(jīng)緯度值各個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)值數(shù)據(jù)信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述主控芯片采用DSP28335芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述該四軸飛控板與航模遙控器遠(yuǎn)程遙感連接，四軸飛控板通過(guò)電調(diào)連接無(wú)刷電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：在所述四軸飛控板上安裝有氣壓高度計(jì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述GPS定位模塊采用差分式GPS定位方案，定位精度為0.5m。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：在步驟⑵所述的四軸飛行器遍歷煤堆上空之前，工作人員手持四軸飛行器沿著煤堆與地面交界線移動(dòng)一周，此過(guò)程中，四軸飛行器通過(guò)GPS定位模塊實(shí)時(shí)采集煤堆與地面交界線有限個(gè)點(diǎn)的經(jīng)緯度值，此時(shí)，相對(duì)于煤堆附近某基建立X-O-Y水平二維坐標(biāo)系，在水平二維坐標(biāo)系將有限個(gè)點(diǎn)相互連接，從而描繪出煤堆俯視圖輪廓。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述煤堆的近似體積計(jì)算方法步驟為：

⑴將所述X-O-Y水平二維坐標(biāo)系區(qū)域均勻分成多個(gè)邊長(zhǎng)為0.5米的正方形，網(wǎng)格將煤堆俯視圖輪廓分割為多個(gè)微元區(qū)域，主控芯片計(jì)算出每個(gè)微元區(qū)域的面積；

⑵四軸飛行器以恒定的海拔高度H遍歷飛行煤堆上空，通過(guò)激光測(cè)距模塊和GPS定位模塊得到煤堆表面輪廓上有限個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，有限個(gè)點(diǎn)的豎直投影點(diǎn)落在煤堆俯視圖輪廓中的多個(gè)微元區(qū)域上；

⑶求得每個(gè)微元區(qū)域的重心，同時(shí)求得煤堆俯視圖輪的重心，得到每個(gè)微元區(qū)域?qū)?yīng)的煤堆表面梯度的近似方向，通過(guò)計(jì)算得到每個(gè)微元區(qū)域的等效高度，從而得到每個(gè)微元區(qū)域?qū)?yīng)的煤堆體積；

⑷計(jì)算每個(gè)微元區(qū)域?qū)?yīng)的煤堆體積,將其相加得到煤堆的近似體積。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于四軸飛行器的火電廠盤煤測(cè)算方法，其特征在于：所述煤堆的近似體積并通過(guò)顯示模塊顯示出來(lái)，所述煤堆表面輪廓上有限個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)均存儲(chǔ)于SD卡模塊中，以備matlab分析。