一，固定式激光盤(pán)煤儀工作原理及系統(tǒng)組成 固定式激光盤(pán)煤儀的技術(shù)核心是兩個(gè)：二維激光掃描儀，斗輪機(jī)定位系統(tǒng)，盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件。 二維激光掃描儀，沿著煤場(chǎng)橫向掃描，得到一個(gè)煤堆橫斷剖面的輪廓數(shù)據(jù)。當(dāng)航車(chē)行走時(shí)，就得到一系列連續(xù)的煤堆橫斷面輪廓數(shù)據(jù)。...

一，固定式激光盤(pán)煤儀工作原理及系統(tǒng)組成

固定式激光盤(pán)煤儀的技術(shù)核心是兩個(gè)：二維激光掃描儀，斗輪機(jī)定位系統(tǒng)，盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件。

二維激光掃描儀，沿著煤場(chǎng)橫向掃描，得到一個(gè)煤堆橫斷剖面的輪廓數(shù)據(jù)。當(dāng)航車(chē)行走時(shí)，就得到一系列連續(xù)的煤堆橫斷面輪廓數(shù)據(jù)。這些系列數(shù)據(jù)按照航車(chē)的運(yùn)行位置進(jìn)行分配后，就得到了整個(gè)煤堆表面的輪廓數(shù)據(jù)，也就是我們常說(shuō)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件的加工和處理，終得到煤場(chǎng)的體積數(shù)據(jù)、重量數(shù)據(jù)、分區(qū)信息、分層信息、高度信息、剖面信息等我們需要的有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。

當(dāng)我們?cè)诿号锷喜荚O(shè)多套激光掃描儀或者有多套掃描儀數(shù)據(jù)時(shí)，盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件會(huì)把所有激光掃描儀掃描得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、過(guò)濾、建模，形成一個(gè)整體，從而計(jì)算得出整個(gè)煤場(chǎng)的存煤量信息。

 

一套完整的固定式激光盤(pán)煤系統(tǒng)，一般由以下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：

1. 激光掃描儀：進(jìn)口的、高速激光掃描儀；

2. 掃描儀定位系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，可選用不同的技術(shù)方案：

• 摩擦式角度編碼器定位：老式的定位方式；該定位方式可靠性差，故障率高，安裝維護(hù)復(fù)雜；目前的系統(tǒng)已經(jīng)不再采用該方法來(lái)定位；

• 衛(wèi)星定位：衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以提供1厘米的水平定位精度和2厘米的高度方向上的定位精度，通過(guò)數(shù)學(xué)解算可以得出掃描頭的姿態(tài)數(shù)據(jù)；優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是不能在煤棚里面使用；

• UWB超寬帶電子定位：是目前比較的軌道式系統(tǒng)定位方式；可以在露天煤場(chǎng)中使用，也可以在煤棚內(nèi)使用；

• 旋轉(zhuǎn)式重力效應(yīng)編碼器定位：新科技。精度高，成本低，無(wú)線(xiàn)定位方式；

1. 數(shù)據(jù)采集和處理軟件：采集掃描數(shù)據(jù)和定位定姿數(shù)據(jù)，然后過(guò)濾，融合，建模，計(jì)算，直至

   后給出報(bào)告；

2. 其它輔助設(shè)備和材料：支架，電源，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)等；

    

   二，固定式激光盤(pán)煤儀的設(shè)計(jì)和建造

   一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)和建造一套固定式激光盤(pán)煤儀系統(tǒng)的過(guò)程是這樣的：

1. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和測(cè)繪：料場(chǎng)的環(huán)境，料場(chǎng)場(chǎng)的尺寸，料堆的大小，軌道式機(jī)具的尺寸；

2. 了解客戶(hù)的要求：詳細(xì)聽(tīng)取客戶(hù)的要求和想法；經(jīng)過(guò)討論后，形成書(shū)面的需求書(shū)；

3. 初步設(shè)計(jì)：根據(jù)客戶(hù)的需求書(shū)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、測(cè)繪情況，進(jìn)行系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)；

4. 項(xiàng)目預(yù)算和施工進(jìn)度表：在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出大致項(xiàng)目預(yù)算和施工進(jìn)度表，交由客戶(hù)討論；

5. 定稿：根據(jù)客戶(hù)討論的結(jié)果，完善設(shè)計(jì)方案，細(xì)化項(xiàng)目預(yù)算和施工方案；交由客戶(hù)確認(rèn)；

6. 簽訂合同；

7. 項(xiàng)目實(shí)施；

    

   三，系統(tǒng)盤(pán)煤工作流程描述

   GD100型固定式激光盤(pán)煤儀是一款高度自動(dòng)化的盤(pán)煤系統(tǒng)，盤(pán)煤作業(yè)流程如下：

    

   根據(jù)我們的設(shè)計(jì)，每個(gè)航車(chē)上有兩個(gè)測(cè)量位置。先把掃描儀安裝到一個(gè)位置上，按上述操作流程作業(yè)完后，再把掃描儀換裝到第二個(gè)位置上，重復(fù)以上流程。兩次的數(shù)據(jù)合并，得到全部煤場(chǎng)的盤(pán)點(diǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)。

    

   四，系統(tǒng)組成（供貨清單）

序號(hào)	名  稱(chēng)	型號(hào)/規(guī)格/要求	單位	數(shù)量
1	激光掃描儀	UST2D-250	臺(tái)	1
2	數(shù)據(jù)采集/控制箱	304不銹鋼，防塵，防水	套	同上
3	定位系統(tǒng)	ZXT-360	套	1
4	安裝支架	與激光掃描儀配套	個(gè)	同上
5	防護(hù)裝置	用于防護(hù)掃描儀，云臺(tái)	套	同上
6	數(shù)據(jù)處理電腦	DELL, XPS8930	套	1
7	線(xiàn)纜、散件、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備	電纜、網(wǎng)線(xiàn)、光纖、交換機(jī)、路由器	項(xiàng)	1
8	盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件	Ranger3D FIX	套	1

 

 

 

五，系統(tǒng)主要性能參數(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)特點(diǎn)：

• 盤(pán)煤結(jié)果精度：優(yōu)于99.5%；

• 數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度：全自動(dòng)化；

• 斗輪機(jī)、粉塵數(shù)據(jù)噪點(diǎn)處理：全自動(dòng)剔除；

• 分區(qū)功能：有；

• 全域位置點(diǎn)坐標(biāo)獲?。河校魏挝恢命c(diǎn)云的平面坐標(biāo)和高程實(shí)時(shí)顯示；

• 數(shù)據(jù)共享：中間數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)共享；

• 系統(tǒng)防護(hù)等級(jí)：IP67；

• 維護(hù)模式：全免維護(hù)；

  三維激光掃描儀技術(shù)參數(shù)及特點(diǎn)

序號(hào)	項(xiàng)目	設(shè)計(jì)參數(shù)	技術(shù)特點(diǎn)
1	掃描距離	250米	量程遠(yuǎn)
2	分辨率	1毫米	精度高
3	通信接口	RS232/RS485，以太網(wǎng)	通訊方式多樣
4	工作溫度（度）	-40℃～+65℃	工作溫度范圍寬
5	靜態(tài)誤差(mm)	4毫米	精度高
6	角度分辨率(度)	0.01度	精度高
7	角度范圍(度)	0-360（連續(xù)旋轉(zhuǎn)）	測(cè)量范圍廣
8	IP等級(jí)	IP67	防護(hù)等級(jí)高，可靠性高
9	重量	2.5公斤	重量輕，易安裝，可靠
10	尺寸	150毫米X150毫米X250毫米	易安裝，可靠

 

數(shù)據(jù)處理電腦：

- 處理器：i7 第八代 8700K CPU，六核，十二線(xiàn)程；

- 內(nèi)存規(guī)格：DDR4 64GB；

- 存儲(chǔ)規(guī)格：512G固態(tài)硬盤(pán) + 2T SATA硬盤(pán)；

- GTX 1080TI 8G顯存專(zhuān)業(yè)顯卡；

- 網(wǎng)絡(luò)通信：千兆網(wǎng)卡；

- 軟件系統(tǒng)：Windows10專(zhuān)業(yè)版；

- 其它參數(shù)：I/O接口8×USB接口（2個(gè)前置，6個(gè)后置）1×串口糾錯(cuò)

 

盤(pán)煤數(shù)據(jù)處理軟件主要功能：

- 軟件運(yùn)行平臺(tái)Windows7專(zhuān)業(yè)版，Win 10專(zhuān)業(yè)版；

- 一鍵開(kāi)啟盤(pán)煤功能；

- 自動(dòng)盤(pán)煤設(shè)定功能；

- 自動(dòng)數(shù)據(jù)接收,同時(shí)接收全部掃描儀數(shù)據(jù)；

- 自動(dòng)數(shù)據(jù)拼接，多臺(tái)掃描儀掃描數(shù)據(jù)自動(dòng)拼接成一個(gè)完成的煤場(chǎng)數(shù)據(jù)；

- 自動(dòng)數(shù)據(jù)過(guò)濾，粉塵數(shù)據(jù)、斗輪機(jī)數(shù)據(jù)、車(chē)輛人員數(shù)據(jù)、煤棚等噪點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)剔除過(guò)濾；

- 自動(dòng)數(shù)據(jù)建模，自動(dòng)生成地面模型和煤堆模型；

- 自動(dòng)體積計(jì)算；

- 自動(dòng)報(bào)告生成；

- 煤場(chǎng)區(qū)域與地面編輯功能；

- 煤場(chǎng)分區(qū)設(shè)置；

- 數(shù)據(jù)共享設(shè)置；

- 不可見(jiàn)地面處理功能：對(duì)于地面深埋于煤堆下的情況，可用該功能自動(dòng)處理，消除誤差；

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