危险化学品仓储堆垛安全距离的三维网格化监测技术研究

发布时间：2017-08-11 19:09

  本文关键词：危险化学品仓储堆垛安全距离的三维网格化监测技术研究

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【摘要】：目前,危险化学品存储多数采用平仓堆垛码放方式,堆垛安全“5距”(跺距、墙距、柱距、灯距、梁距)是保证危险化学品存储安全的重要因素,但企业安全意识淡薄,堆垛密集摆放、超高码放情况严重,造成很大的安全隐患。针对目前缺乏监测安全“5距”的有效手段的现状,本文提出了一种基于激光扫描的危化品仓库堆垛安全距离网格化监测技术方案,并实现了堆垛安全距离的精确定位监测设备的软硬件开发。方案包括网格化划分、建立基础数据、设置报警规则三部分,依据相关法律法规将仓库进行网格化划分,利用堆垛安全距离正常状态下和报警状态下,激光扫描角度值和距离值的差异实现堆垛安全状态的判定。完成了扫描监测装置的结构设计,装置包括步进电机、高细分驱动电路、蜗杆减速工作台、高精度编码器、主控单元等模块；完成了主控单元电路设计和电路板的制作,包括ARM微处理器模块、CAN通信模块、RS232通信模块、数字信号调理模块和电源模块等；在CCS5.5开发环境下,完成了距离、角度等精确数据的采集、CAN总线的数据传输。采用闭环控制策略,并在启停阶段加入指数型加减速控制算法,实现了步进电机在频繁启停工况下的平稳精确的运动,30m距离范围扫描定位误差为1.09cm；针对扫描数据存在逸出值和大片失落值的特点,提出了中值滤波与最小二乘法联合去噪算法,实验结果表明,该算法对该点云数据具有良好的滤波去噪效果,能去除绝大部分噪点,有效减少了噪声对定位监控设备的干扰。
【关键词】：危化品仓库 堆垛安全距离 激光扫描 精确定位 步进电机
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274;TQ086.52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题背景及意义12-13
• 1.2 研究现状13-16
• 1.2.1 视频监控技术13-14
• 1.2.2 三维重建技术14-15
• 1.2.3 室内定位技术15-16
• 1.3 本文研究的内容16-18
• 第二章 三维网格化监测方案18-32
• 2.1 监测原理18-22
• 2.1.1 危化品仓库的网格化划分19
• 2.1.2 基础数据库的建立19-20
• 2.1.3 报警规则的建立20-22
• 2.2 扫描监测装置的结构设计22-26
• 2.2.1 设计要求22
• 2.2.2 扫描监测装置的总体结构22-23
• 2.2.3 细分驱动的设计23-24
• 2.2.4 角度检测传感器的设计24-25
• 2.2.5 距离传感器的选型设计25-26
• 2.3 主控单元电路设计26-31
• 2.3.1 微处理器模块选型26-27
• 2.3.2 通信模块的设计27-29
• 2.3.3 数字信号调理模块29-30
• 2.3.4 电源模块的设计30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 监测软件的设计32-50
• 3.1 CCS开发环境32
• 3.2 监测软件主程序的设计32-34
• 3.3 数据的采集34-36
• 3.3.1 编码器的初始化34-35
• 3.3.2 激光测距仪的初始化35-36
• 3.4 精确扫描定位算法36-41
• 3.4.1 加减速控制算法的选择37-38
• 3.4.2 单片机控制下精确定位控制方案的实现38
• 3.4.3 精确定位程序的设计38-40
• 3.4.4 定位结果分析40-41
• 3.5 扫描数据的去噪处理41-49
• 3.5.1 噪声产生原因41-42
• 3.5.2 激光扫描数据处理算法流程42-43
• 3.5.3 中值滤波43-45
• 3.5.4 分段线性拟合45-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 总结与展望50-52
• 4.1 论文总结50
• 4.2 工作展望50-52
• 参考文献52-54
• 致谢54-56
• 附录A：主控单元电路图56-58
• 附录B：主控单元PCB图58-60
• 研究成果及发表的学术论文60-62
• 作者和导师简介62-63
• 附件63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;天津港“8·12”特别重大火灾爆炸事故调查报告公布[J];消防界(电子版);2016年02期

2 于加其;杨树兴;朱伯立;;基于统计特性的激光雷达距离像噪声抑制算法[J];强激光与粒子束;2015年11期

3 靳晓园;马颖劲;;基于CAN总线技术的通讯类软件设计方法[J];航天控制;2015年05期

4 师立晨;王如君;多英全;;我国危险化学品重大危险源安全监管存在问题及建议[J];中国安全生产科学技术;2014年12期

5 杨玉龙;龚时华;虞洋;;频繁启停下步进电机运动规划及振动抑制[J];电气传动;2014年10期

6 刘忠喜;陈凯;;地面三维激光扫描配准技术综述[J];山西建筑;2013年05期

7 赖若麒;刘竹林;任帅;苏再卿;黄丽;孙亚豪;;基于步进电机的位置随动系统的设计[J];信息技术;2012年02期

8 陈国华;施文松;曾辉;;广东省重特大火灾事故统计分析及预防控制[J];中国安全生产科学技术;2012年02期

9 花同;;步进电机控制系统设计[J];电子设计工程;2011年15期

10 赵高长;张磊;武风波;;改进的中值滤波算法在图像去噪中的应用[J];应用光学;2011年04期

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本文编号：657779