[發明專利]基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置

有效

• 申請號: 201910814879.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110530281B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 胡文彬;吳豐;甘維兵;劉芳;李盛;楊燕
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，其特征在于：本裝置包括觸發機構和罐籠，罐籠中設有二維激光掃描儀、控制器和上位機；其中，

罐籠用于受控沿待測罐道線性運動；觸發機構用于識別所述的線性運動并產生觸發信號傳輸給控制器，控制器用于在接收到所述的觸發信號后啟動二維激光掃描儀；二維激光掃描儀用于發出激光投射在待測罐道上，在所述線性運動時對待測罐道進行掃描；二維激光掃描儀的掃描數據傳輸給控制器；

所述的上位機用于調用控制器中的掃描數據，計算罐道形變；

所述的觸發機構包括滑輪和同軸安裝在滑輪上的編碼器，滑輪通過固定臂與罐籠連接，固定臂給滑輪施加預緊力使得滑輪能夠在待測罐道上滾動，編碼器通過識別滑輪的滾動而產生所述的觸發信號；

隨著二維掃描儀沿罐道上下移動，得到若干行掃描數據，其中一行對應一條激光帶；

所述的上位機具體按照以下算法計算罐道形變：

數據預處理，所述的掃描數據中包括正常值和無效值，剔除無效值，并將正常值轉換成便于處理的值；

取特征值算法，從每一行正常值中取得一個特征值，繪制出整體的線形輪廓；

xyz三個方向的錯位算法：以罐道的寬度方向為x軸、長度方向為y軸、深度方向為z軸；統計掃描數據中全0行的行數，乘以編碼器的觸發間距就是y方向的錯位，即罐道之間的縫隙；經過y方向的錯位分析出縫隙的起始行與終止行，起始行及以上部分為罐道，終止行及以下部分為下一根罐道，取縫隙起始行的第一個非0數，取縫隙終止行的第一個非0數，兩者相減，得到x方向錯位的列數，再乘以每個激光散點間距，得到x方向錯位；取縫隙上部分一定行數的特征值的平均值，取縫隙下部分一定行數的特征值的平均值，兩者相減得到z方向的錯位；編碼器的觸發間距為兩次觸發之間滑輪滾動的距離；

單根罐道的長度和磨損量算法：統計掃描數據中連續非0行的行數，乘以編碼器的觸發間距，即為單根罐道的長度；取一根罐道的中間位置，從中間位置向兩側各取一定列數，計算這些列中特征值的平均值，然后計算該平均值與罐道其它部分特征值的差值，得到磨損量。

2.根據權利要求1所述的基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，其特征在于：所述的罐籠中還設有防爆箱和供電模塊，所述的控制器和供電模塊均設置在防爆箱中；供電模塊用于為二維激光掃描儀、控制器和上位機進行供電。

3.根據權利要求1所述的基于二維激光掃描儀的罐道形變測量裝置，其特征在于：所述的罐籠中還設有防爆盒，所述的上位機設置在防爆盒中。