基于激光扫描的立式金属罐容量计量方法
郝华东,李存军,刘瑛,施浩磊,李曙光
舟山市质量技术监督检测研究院, 浙江 舟山 316021
Volume Measurement Method of Vertical Metal Tank Based on Laser Scanning
HAO Hua-dong,LI Cun-jun,LIU Ying,SHI Hao-lei,LI Shu-guang
Zhoushan Institute of Calibration and Testing for Qualitative and Technical Supervision, Zhoushan, Zhejiang 316021, China
摘要 针对传统大容量计量方法存在的准确度低、工作效率低、劳动强度大等缺点,提出一种基于激光扫描的立式金属罐容量计量方法。建立立式罐容积计算数学模型,分析具体实施过程,研究激光点云数据处理的关键算法,通过对点云数据沿罐水平方向计算截面积,并沿罐垂直高度方向积分,自动计算出不同液高下的容积值。选取一标称容量为1 000 m3的立式罐作为试验对象,测量结果表明,该方法具有良好的重复性和复现性;并以1000m3、2500m3、 5000m3 3种不同标称容量的立式罐分别进行测量试验,提出的方法与全站仪方法的容积测量相对偏差最大值分别为0.072 9%、0.032 9%、0.058 2%。
关键词 :
计量学 ,
容量计量 ,
立式金属罐 ,
激光扫描;点云数据分析;比对试验
Abstract :According to the traditional large capacity measurement methods have some shortcomings, such as low accuracy, low work efficiency and labor intensity, a volume measurement method for vertical metal tank based on laser scanning is presented. The volume calculation model is established for vertical tank and the concrete implementation process is analyzed. And the key algorithms are researched for the laser point cloud data analysis and process. The volume value is automatically calculated in the different liquids by calculating the cross-sectional area along the horizontal direction of tank and integrating from vertical direction. A vertical tank is selected as the measurement object, which has the nominal capacity of 1000 m3. It is shown the good repeatability and reappearance of the proposed method. To design an experimental comparison system, the measurement experiment is carried out in three different vertical tanks which has the nominal capacity of 1000 m3, 2500 m3 and 5000 m3, respectively. The maximum relative deviation of volume measurement between the proposed method and total station method is 0.0729%, 0.0329% and 0.0582%, respectively.
Key words :
metrology
vertical metal tank
volume measurement
laser scanning;point cloud data analysis
comparison test
收稿日期: 2017-11-09
发布日期: 2018-02-11
基金资助: 国家自然科学基金(51475440); 国家质检总局公益性行业专项(201210106); 浙江省质监系统科研计划项目(20170262) ; 浙江省质监系统质量技术基础建设项目(20180130); 舟山科技计划项目(2015C31043)
通讯作者:
郝华东
E-mail: gentlehhd@163.com
作者简介 : 郝华东(1984-), 男, 山东潍坊人, 舟山市质量技术监督检测研究院工程师, 硕士, 主要从事容量计量测试方面的工作。gentlehhd@163.com
引用本文:
郝华东,李存军,刘瑛,施浩磊,李曙光. 基于激光扫描的立式金属罐容量计量方法[J]. 计量学报, 2018, 39(2): 222-227.
HAO Hua-dong,LI Cun-jun,LIU Ying,SHI Hao-lei,LI Shu-guang. Volume Measurement Method of Vertical Metal Tank Based on Laser Scanning. Acta Metrologica Sinica, 2018, 39(2): 222-227.
链接本文:
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2018.02.17 或 http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2018/V39/I2/222
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