大鶴管激光自動定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，煉油企業(yè)進行大批量的油料運輸多采用鐵路油罐車。油料裝卸是煉油及油料銷售企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，全國約有60％以上的企業(yè)都在使用大鶴管對油罐車進行輸油，因此研究大鶴管自動定位具有非常重要的現(xiàn)實意義。傳統(tǒng)的輸油方式是利用人工引導(dǎo)大鶴管進行罐口定位。這種方式下操作工人勞動強度大，易疲勞，容易引發(fā)安全事故。目前比較流行的大鶴管定位方式有視覺定位，但視覺定位抗干擾性較差，價格昂貴，在光照不夠的情況下采集到的圖像會不清晰，致使大鶴管定位不準

2、。針對這一問題，本論文利用激光測距技術(shù)，設(shè)計出大鶴管激光自動定位系統(tǒng)，用激光引導(dǎo)大鶴管識別罐口，對鶴管進行定位。該方案采用了激光技術(shù)，激光具有較好的單色性，增強了大鶴管定位的抗干擾能力，且設(shè)備價格低廉。 本論文的主要創(chuàng)新點是采用CMOS作為光電探測器，系統(tǒng)功耗低，價格低廉。以下是本論文的主要研究內(nèi)容。首先研究了激光定位技術(shù)的理論及其發(fā)展趨勢，基于大鶴管定位的工程背景，提出了大鶴管激光定位系統(tǒng)的設(shè)計方案，利用激光測距原理實現(xiàn)鶴管定

3、位。然后分別完成了系統(tǒng)的硬軟件設(shè)計，硬件部分包括激光器、透鏡、單片機、圖像傳感器等部分，實現(xiàn)了光斑信息采集；系統(tǒng)通過I2C總線對CMOS圖像傳感器進行參數(shù)設(shè)置，完成對大鶴管與罐口間距離的測定。最后通過CMOS采集了大量的圖像，分析了實驗結(jié)果，做出了標定曲線。 文中對油槽車面光斑的特征進行了分析，采用區(qū)域閾值化后求質(zhì)心的方法，解決了一些特殊表面無法準確找到質(zhì)心的問題。鑒于標定曲線的非線性特征，采用逐段折線逼近該標定曲線的方法，大大