車輛體積三維測量解決方案V11

1、1. 概述目前,電廠燃料車輛的管理要是通過人工或者發(fā)卡的方式，在主要路段對車輛進(jìn)行管控，而對于車輛在行經(jīng)過程中的管理很難實(shí)現(xiàn)，因此，出現(xiàn)了燃料車輛在進(jìn)廠過磅后，到采樣化驗(yàn)環(huán)節(jié)的監(jiān)管盲區(qū)，這個(gè)過程中，容易出現(xiàn)燃料車輛的弄虛作假現(xiàn)象，另外，燃料車輛在進(jìn)入采樣區(qū)域后，對車輛內(nèi)采樣機(jī)采樣點(diǎn)的選擇都是通過人工的方式實(shí)現(xiàn)，此過程也容易出現(xiàn)弄虛作假的行為。隨著汽車三維輪廓測量這種新興的測量方式的出現(xiàn),以上弄虛作假的地方就可以有效地杜絕。汽車三維輪廓測量是通過三臺二維激光掃描儀配合掃描，同時(shí)結(jié)合我公司研發(fā)的三維輪廓掃描軟件，將汽車整個(gè)輪廓進(jìn)行快速掃描，形成汽車的三維輪廓數(shù)據(jù)，在掃描過程中可以快速區(qū)分掃描區(qū)域，

2、同時(shí)，對掃描區(qū)域進(jìn)行分塊，將分塊坐標(biāo)提供給采樣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采樣系統(tǒng)對掃描區(qū)域的隨機(jī)采樣功能。2. 方案介紹2.1 安裝方式電廠燃料汽車的三維輪廓測量系統(tǒng)需要在電廠采樣機(jī)處進(jìn)行改造，在采樣機(jī)處的汽車進(jìn)入端設(shè)立一個(gè)門型架，門型架斜上方、距地面高度約5000MM、寬度約3000MM（可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整）處布置2臺二維激光掃描儀（傳感器與地面約45度夾角），2臺掃描儀的掃描線構(gòu)成一個(gè)掃描平面，掃描平面與路面垂直，掃描頻率為每秒75次。同時(shí)，在門架頂端固定距離處安裝車輛距離測量門型架，安裝1臺二維激光掃描儀，激光掃描儀掃描面與地面垂直，掃描頻率為每秒75次，掃描角度間隔為0.25度，用來測量車輛行進(jìn)距

3、離。其安裝示意圖如下：2.2 測量過程當(dāng)運(yùn)煤車輛進(jìn)入到采樣機(jī)入口后，啟動(dòng)三維輪廓測量系統(tǒng)，兩側(cè)的掃描儀掃描汽車的切面數(shù)據(jù)，同時(shí)，安裝在前部的掃描儀掃描車輛行進(jìn)距離，三者數(shù)據(jù)疊加形成卡車的三維輪廓數(shù)據(jù)。2.3 測量原理本方案的測量設(shè)備采用二維激光掃描儀，激光掃描儀是漫反射方式，利用激光測距原理測量出被測車輛的外形輪廓，再經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，得出被測車輛的長、寬、高幾何數(shù)據(jù)。激光掃描儀工作原理如下圖所示： 車輛切面測量車輛進(jìn)入停車位置過程中，車輛的橫向斷面的外形輪廓被自動(dòng)采集，汽車輪廓測量系統(tǒng)通過對構(gòu)成斷面輪廓線的點(diǎn)的轉(zhuǎn)換和計(jì)算可以得出被測車輛的高、寬數(shù)據(jù)，并且可以生成數(shù)據(jù)文件。見下圖：車輛行進(jìn)距離測量

4、當(dāng)沒有車輛在采樣裝置處時(shí)，車輛行進(jìn)距離掃描儀測量的距離為掃描儀到地面的距離，當(dāng)有車輛進(jìn)入測量區(qū)域后，隨著車輛的前進(jìn)，行進(jìn)距離掃描儀能分辨出掃描過程中掃描儀測量距離的變化，通過掃描儀產(chǎn)生掃描線的頻率以及測量距離的變化，可以計(jì)算出車輛的行進(jìn)距離，如下圖所示， 整體測量效果如下圖所示：3.硬件設(shè)備參數(shù)激光掃描單元使用SICK的LMS激光掃描儀完成對車輛的形態(tài)掃描。LMS系列是SICK推出的一款緊湊型，經(jīng)濟(jì)型，主要用于室外區(qū)域防撞、測量及安防的激光掃描雷達(dá)。LMS同施克其他激光掃描雷達(dá)一樣，采用成熟的激光-時(shí)間飛行原理，非接觸式檢測，且加入了最新的多次回波檢測技術(shù)（兩次回波），使得LMS即使在惡劣環(huán)境

5、下也可準(zhǔn)確測量。LMS的主要特點(diǎn)為： IP67的防護(hù)等級 霧氣校正功能及內(nèi)部集成加熱器，保證其能用于戶外 大監(jiān)控范圍（270的掃描角度） 靈活的區(qū)域配置（可以根據(jù)現(xiàn)場需要，設(shè)置各種圖形的保護(hù)區(qū)域，且可以根據(jù)現(xiàn)場的需求，隨時(shí)簡單的修改圖形） 具有自檢功能，檢測穩(wěn)定，對低反射率物體不敏感技術(shù)參數(shù)簡介：項(xiàng)目參數(shù)檢測范圍（最大值/10%反射率）20m/18m掃描角度Max:270，可以在設(shè)置參數(shù)中調(diào)整角度分辨率0.25/0.5 可調(diào)掃描頻率25/50HZ響應(yīng)時(shí)間40ms/20ms分辨率/系統(tǒng)誤差10mm/typ.30mm激光二極管波長 紅外光905納米數(shù)據(jù)接口RS232/Ethernent/CAN通訊

6、速率 57600/115200波特率開關(guān)量輸出2*Relay,1*PNP激光防護(hù)等級 1級（人眼安全）工作電壓10.830VDC工作溫度/儲存溫度 -3050/-3070防護(hù)等級IP67外型尺寸（W*H*D）:102*152*105 mm3重量1.1Kg4系統(tǒng)功能通過本系統(tǒng)測量的車輛輪廓信息可以實(shí)現(xiàn)如下功能：A、 車輛裝載體積測量三維輪廓掃描系統(tǒng)掃描完成的汽車三維數(shù)據(jù)結(jié)合車輛本身的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如車廠、車廂長、寬等數(shù)據(jù)，可以很容易分辨出車輛各個(gè)部分的關(guān)系，再結(jié)合本系統(tǒng)中三維體積測量模塊，可以很快計(jì)算出車廂內(nèi)不規(guī)則堆積的煤堆體積。通過該體積結(jié)合煤堆密度，可以及時(shí)計(jì)算出車輛運(yùn)載煤的重量，該數(shù)據(jù)與地磅系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，可以防止運(yùn)煤車輛在過磅后到采樣前出現(xiàn)的體積虧空現(xiàn)象。B、 車廂區(qū)域劃分經(jīng)過車輛輪廓掃描后，運(yùn)煤車輛的車廂部分的空間數(shù)據(jù)可以很快形成，通過系統(tǒng)事先設(shè)置的劃分規(guī)則，可以將運(yùn)煤車輛劃分為需要的空間區(qū)域，將該數(shù)據(jù)與采樣機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，可以指導(dǎo)采樣機(jī)進(jìn)行自動(dòng)定位采樣，實(shí)現(xiàn)了采樣的隨即性，杜絕了人為采樣的弄虛作假情況。5.設(shè)備清單及價(jià)格序號名稱型號數(shù)量單位廠家備注1激光掃描儀LMS3臺SICK2工控機(jī)IPC6101臺研化3電源線ZR-RVV2*1.5