发电有限责任公司（页）

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1、便携式激光盘煤系统的研究应用目前，燃煤屯厂存煤的测量一般采用人工计量方法，即先用推土机对煤场进行整形，使其外观形体近似于梯形，再用经纬仪和米尺进行人工丈量，根据经验,简单计算或估算。这种方法，不仅耗费大量工时和人力，而月.计量也不准确，严重制约了企业的现代化管理。因此迫切要求一种可以代替人工、省时省力、计量快速准确的装置测出煤场存煤量。由此，针对大型煤场，研制了便携式激光盘煤系统。该系统出激光测距仪、地图星和常上电脑组成，激光测距仪用于对煤场进行扫描测量，地图星用丁•激光测距和传输数据，掌上电脑用丁•存储数

2、据。扫描完成后，由计算机拟合煤堆表而形状，从而快速、准确地测出煤场的存煤量。1现场快速盘煤装置概况某电厂已应用了自动盘煤装置，其机械扫描系统如图1所示，它由场地取料机、装在取料机固定梁上的单轨和悬挂在单轨上运行的小车组成。当取料机沿煤场两侧铺设的钢轨匀速做纵向运行时，小车在单轨上做横向往复运动，当取料机从煤场一端运行到另一端时，装在车上的光电探测系统就对整个煤场进行了二维扫描，实现对整个煤场煤堆表面各点高度的检测。1机械扫播茶境还有一种超声波测距煤场储量口动计量测绘系统，测距传感器安装在龙门吊的小车上，借助

3、龙门吊上小车的行走对煤场平而进行扫描，完成数据采集，并通过计算机实现储量计算和图形绘制。使用这2种盘煤装置的必要条件是煤场上已安装有龙门吊或堆式取料机，否则这两种装置难以使用。但是若要为此而专门修建龙门吊则需人量投资，很不经济。同定式图象测量系统需要将盘煤装置安装在同定的高塔架构上，精密仪器长期暴露在恶劣的口然环境中，精度下降得很快，而且高塔架构不利于维修人员上下，投资较大。便携式激光盘煤仪以手持的激光测距仪替代塔式的激光器摄像机转台，以人工选点测量替代转台口动扫描，得到包含曲面特征的三维散乱数据点集。最后

4、，把包含冇散乱点集的数据文件传入电脑屮，由相应的软件部分完成曲而的拟合与体积计算部分。该系统克服了上述2种系统的弊端。用5号电池供电，整体重量仅2.5kgo2便携式激光盘煤系统的构成便携式激光测距仪系统流程如图2所示。m2激光测距仪用r采集数据，采集到的数据信息包括被采集点相对丁采集位置的坐标(x,y,z),这个坐标是相对坐标，采集位置的坐标为(xo,yo,zo),则被釆集点的绝对坐标为(x+xo,y+y°,z+zo)。数据采集还包括对采集到的数据的滤波和校验，滤掉无效数据和没冇用到的数据信息，确保冇效数据

5、的准确性。数据合成指的是对不同采集位置采集到的数据进行相对坐标与绝对坐标Z间的转换处理，使得所有釆集点在同一个坐标系内。三维可视化指的是对三维散乱数据进行可视化处理，先对散乱数据进行插值。经过插值运算后，得到的俯视图是在x,y平面内均匀分布的点，立体图则为煤场的三维网格图，得到三维网格图之后便可很容易的计算体积了。插值点之间的间隔可由操作人员任意设置，但是其间隔不应太大，太大影响体积计算的精度；也不可太小，太小影响计算速度。图像拼接技术实现的是将数码相机拍摄到的煤场的部分图像拼接成一大张煤场的全景图。图像处

6、理包括滤波，灰度化处理，边缘检测和曲线平滑处理。三维网格的修正以检测出的边缘检测曲线为依据，修改网格图中的边缘点，网格图的边缘点被修改后，部分相应的其它的点会被相应的处理。为了便于斗轮机取煤和卸煤的方便，煤场一般都建成长而月•很窄的长方形，煤会被堆放成横截面为中间高两边低的一三角形，或中间是平面的梯形，有时被斗轮机取走一部分煤后，其形状就像在三角形的腰部切掉一块。其形状如图3所示。无论是那一种情况，其最高点只有一点，而且，三角形的最高点一般在煤场的中间位置，那么，在水、卜方向拍到的图像经边缘检测后得到的边缘

7、曲线就是所有最高点连成的曲线。根据这一特点，可以将煤场沿长边从中间一分为二。修改时在平视图中放置所拍图片的边缘曲线，每修改一个平视图中的点，俯视图中在同一列上的所有点都得到修改，这样减小了三角形或梯形煤堆图形拟合时的谋差。对丁•煤堆的第3种情况修改时采用折屮的办法，当所拍图片能看到最高点时,修改时以最高点为依据；当看不到最高点，只看到被挖掉一部分后的煤堆的边时修改时要略高于边缘检测曲线，这样就尽量的减小了误差，见图4。同一列上的虑（b）F視图体积计算采用积分的方法，经插值计算后煤堆被均匀的划分成了若干个小立

8、方体，将所有的立方体的体积的加起来便是煤堆的体积。3系统的理论依据3.1散乱数据的插值散乱数据指的是在二维平血上或三维空间中，无规则的随机分布的数据。散乱数据的可视化是指对散乱数据进行插值或拟合，形成曲线或曲面并用图形或图像表现出来的技术。用激光测得的数据是•三维的散乱数据，散乱数据不能直接用于图形拟合，为了能够进行图形拟合和体积计算，需要对散乱数据进行插值运算。早在20世纪60年代，散乱数据的插值问题就已引起人