本發(fā)明屬于輸送機(jī)，更具體地說，涉及一種基于線激光建模技術(shù)的管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、管狀帶式輸送機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中，高速運(yùn)行的管狀膠帶會(huì)出現(xiàn)以運(yùn)行方向?yàn)橹行牡呐まD(zhuǎn)現(xiàn)象。管狀膠帶扭轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行造成威脅，嚴(yán)重情況下會(huì)造成設(shè)備損壞停機(jī)，造成巨大損失。

2、但由于管狀膠帶高速運(yùn)行、沒有有效的監(jiān)測手段等原因，管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測一直是該行業(yè)的一項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn)和痛點(diǎn)。

3、在目前的監(jiān)測方法中，一般采用單攝像頭與多攝像頭等方式拍攝照片，利用照片數(shù)據(jù)，分析圖片中的異常點(diǎn)，然后計(jì)算相關(guān)角度。但是單攝像頭拍攝的照片無法獲取到三維信息，只能通過一定的算法預(yù)估出相對(duì)角度，其誤差較大且范圍不可控。而使用多攝像頭拍攝進(jìn)行三維重建，同樣會(huì)因?yàn)榄h(huán)境因素的影響或特殊情況下的不可控因素，而導(dǎo)致精度下降和誤差偏大。

4、鑒于此，發(fā)明人提出一種基于線激光建模技術(shù)的管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測方法，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于線激光建模技術(shù)的管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測方法，包括如下步驟：

2、s1、通過激光設(shè)備獲取管狀膠帶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

3、s2、利用dll動(dòng)態(tài)庫回調(diào)函數(shù)將步驟s1中得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)清理，獲取到有效數(shù)據(jù)；

4、s3、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用異常波形檢測處理技術(shù)對(duì)步驟s2中得到的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，檢測到異常數(shù)據(jù)；

5、s4、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)利用點(diǎn)云反向角度算法對(duì)步驟s3中得到的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲取相應(yīng)的角度數(shù)據(jù)，該角度數(shù)據(jù)即被測管狀膠帶扭轉(zhuǎn)的角度數(shù)據(jù)；

6、s5、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將步驟s4中得到的角度數(shù)據(jù)通過opc協(xié)議發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器，并通過modbustcp協(xié)議發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。

7、進(jìn)一步地，步驟s2中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過設(shè)定有效范圍來剔除點(diǎn)云數(shù)據(jù)中邊緣數(shù)據(jù)的異常點(diǎn)，從而剔除非有效數(shù)據(jù)。

8、進(jìn)一步地，步驟s3中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)清理后的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可處理數(shù)據(jù)，并通過異常波形檢測處理技術(shù)將可處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為點(diǎn)與管帶機(jī)膠帶所形成圓的圓心之間距離的數(shù)據(jù)流，其中需要計(jì)算每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)與特定圓心之間的距離，其公式為：

9、

10、其中xp、yp表示點(diǎn)云數(shù)據(jù)中某點(diǎn)p的x軸坐標(biāo)與y軸坐標(biāo)，xc與yc表示被監(jiān)測管帶機(jī)膠帶所成圓的圓心的x軸坐標(biāo)與y軸坐標(biāo)，在計(jì)算出的各個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)與圓心之間的空間距離后，利用這些距離公式建立二維空間，然后依據(jù)這個(gè)空間特性，再次計(jì)算各個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的距離導(dǎo)數(shù)，求出其最大值，與其對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)索引i，其公式如下：

11、

12、其中dp是公式的結(jié)果距離，而δdp表示距離之間的積分差，之后利用特有情況下的非規(guī)則物體距離變化值的波動(dòng)落后于實(shí)際情況數(shù)據(jù)變化特征，將之前計(jì)算出新的點(diǎn)i坐標(biāo)進(jìn)行前置處理，其公式如下：

13、

14、其中函數(shù)f根據(jù)之前最大點(diǎn)距離di計(jì)算i坐標(biāo)前后n范圍內(nèi)的數(shù)值變化起始位置i，而n的取值與非規(guī)則物體的長度成正比；

15、之后計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)在二維空間所處的坐標(biāo)，通過坐標(biāo)變換計(jì)算其相對(duì)位置，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)位置利用圓心坐標(biāo)，重新計(jì)算反三角函數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)的角度轉(zhuǎn)化，其公式如下：

16、δ＝β(tan-1(xc-xi)/yi)

17、其中β函數(shù)表示兩種角度之間的轉(zhuǎn)化，xc為被監(jiān)測管帶機(jī)膠帶所成圓的圓心的x軸坐標(biāo)，xi、yi分別表示被計(jì)算后得到的變化起始點(diǎn)位置i的x軸坐標(biāo)與y軸坐標(biāo)。

18、進(jìn)一步地，步驟s4中，利用異常點(diǎn)所在的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算出此坐標(biāo)與被監(jiān)測管帶機(jī)膠帶所成圓的圓心之間的角度，調(diào)整角度初始值以攝像頭視角為0度，正向視角下被觀測激光設(shè)備右邊為正，正向視角下被觀測激光設(shè)備左邊為負(fù)，再次進(jìn)行角度坐標(biāo)換算，計(jì)算出最終角度結(jié)果值γ，其公式如下：

19、γ＝90-|δ|

20、其中δ為步驟s3中計(jì)算的角度坐標(biāo)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、本方法實(shí)現(xiàn)了管狀膠帶扭轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)高精度測量，該監(jiān)測方法既能夠適用于天氣、日照等自然環(huán)境條件較差的情況，也能完美適應(yīng)塌管、輕微脹管等設(shè)備的不健康狀態(tài)，從而從根本上解決了管狀帶式輸送機(jī)扭轉(zhuǎn)監(jiān)測困難這個(gè)行業(yè)難題，避免了膠帶扭轉(zhuǎn)對(duì)設(shè)備造成的損壞，降低了經(jīng)濟(jì)損失，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種基于線激光建模技術(shù)的管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s2中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過設(shè)定有效范圍來剔除點(diǎn)云數(shù)據(jù)中邊緣數(shù)據(jù)的異常點(diǎn)，從而剔除非有效數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟s3中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)清理后的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可處理數(shù)據(jù)，并通過異常波形檢測處理技術(shù)將可處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為點(diǎn)與管帶機(jī)膠帶所形成圓的圓心之間距離的數(shù)據(jù)流，其中需要計(jì)算每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)與特定圓心之間的距離，其公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟s4中，利用異常點(diǎn)所在的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算出此坐標(biāo)與被監(jiān)測管帶機(jī)膠帶所成圓的圓心之間的角度，調(diào)整角度初始值以攝像頭視角為0度，正向視角下被觀測激光設(shè)備右邊為正，正向視角下被觀測激光設(shè)備左邊為負(fù)，再次進(jìn)行角度坐標(biāo)換算，計(jì)算出最終角度結(jié)果值γ，其公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于輸送機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于線激光建模技術(shù)的管狀膠帶扭轉(zhuǎn)監(jiān)測方法,該方法采用線激光三維建模技術(shù)，對(duì)運(yùn)行中的管帶機(jī)膠帶截面外輪廓進(jìn)行實(shí)時(shí)建模，獲取管狀膠帶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后利用異常波形檢測處理技術(shù)檢測出管帶機(jī)膠帶的異常點(diǎn)，并計(jì)算出相應(yīng)坐標(biāo)，隨后利用點(diǎn)云反向角度算法將異常波形檢測處理技術(shù)獲取到的檢測點(diǎn)信息轉(zhuǎn)化成為所需要的角度信息，即得到管狀膠帶扭轉(zhuǎn)的角度數(shù)據(jù)，最后將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳入相應(yīng)的服務(wù)器。本方法實(shí)現(xiàn)了管狀膠帶扭轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)高精度測量，從根本上解決了管狀帶式輸送機(jī)扭轉(zhuǎn)監(jiān)測困難這個(gè)行業(yè)難題，避免了膠帶扭轉(zhuǎn)對(duì)設(shè)備造成的損壞，降低了經(jīng)濟(jì)損失，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：宋珊,王云飛,千民杰,王天成,蘇瑞杰,樊衛(wèi)樂,原賓賓,高明,吳瑞克,王克
受保護(hù)的技術(shù)使用者：焦作科瑞森重裝股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21