[发明专利]基于线扫描激光器的皮带输送速度检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于线扫描激光器的皮带输送速度检测方法及检测系统，基于线扫描激光器的皮带输送速度检测方法包括：利用激光扫描仪实时获得沿着皮带运动方向的两帧点云数据；将实时获取的两帧点云数据转换成横坐标间距相同的新点云数据；利用两帧新点云数据计算皮带输送速度。本发明解决了现有激光测量方法不能解决皮带输送速度测量的问题，实现了完全非接触式的皮带输送速度测量，不影响皮带输送系统的正常运行，测量准确度和可靠性高。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体是固体物料皮带输送速度测量方法。

提出一种基于线扫描激光器和互相关原理的固体物料皮带输送速度测量方法，可实现皮带输送速度的实时非接触准确测量。

背景技术

固体实时速度是各类皮带输送物料过程的重要测量数据之一，实现速度的准确测量对于皮带输送设备的运行控制具有重要意义。例如燃煤电站中根据负荷情况需要实时调控皮带输送的煤量，皮带速度不仅是计算实时煤量的重要参数，还是调节皮带输送电极转速的直接反馈信号。

目前的皮带输送固体物料流量测量方法主要是利用速度轮，可以得到物料的瞬时速度，但是使用时间久了会出现滑移、表面粉尘粘黏，从而造成较大的测量偏差，在漏粉严重情况下速度轮甚至会出现卡死情况，直接导致速度测量失效。

激光测距是一种非接触式测量，不影响被测物体的运动，精度高、测量范围大、检测时间短，具有很高的空间分辨率，目前基于激光扫描测距技术已经实现了皮带输送物料的截面积测量，但需要结合速度轮装置来进一步计算皮带输送流量，所以存在测量偏差或者测量失效的问题。

发明内容

为了解决皮带输送速度的非接触准确测量，本发明所要解决的技术问题是提出一种提高测量精度的在线实时非接触测量方法和系统。

为解决上述技术问题，本发发明采用的技术方案是：

基于线扫描激光器的皮带输送速度检测方法，包括：

利用激光扫描仪实时获得沿着皮带运动方向的两帧点云数据；

将实时获取的两帧点云数据转换成横坐标间距相同的新点云数据；

利用新点云数据计算皮带输送速度。

激光扫描仪实时获得的第一帧点云数据为(X₁,Z₁)、(X₂,Z₂)、(X₃,Z₃)…(X_k,Z_k)…(X_n,Z_n)，横坐标X_k＝-l_k×cosθ_k，纵坐标Z_k＝-l_k×sinθ_k，θ_k为第k个扫描角度，且θ_k＝θ+(k-1)Δβ，Δβ为激光扫描角度分辨率，l_k为扫描仪第k个扫描角度所对应的距离；第二帧点云数据与第一帧扫描角度一致，数据为(X'₁,Z'₁)、(X'₂,Z'₂)、(X'₃,Z'₃)……(X'_n,Z'_n)。

将实时获取的两帧点云数据转换成横坐标间距相同的新点云数据，包括：

计算第一帧点云数据横坐标X₁,X₂,X₃......X_n的平均间隔

令根据将X₁,X₂,X₃......X_n转化为等间隔的横坐标值