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异构空间容积的多传感器数据融合检测方法

王特特  
【摘要】:随着国内外科学技术的迅速发展,各个产业和领域对技术的要求也越来越高,技术也逐渐向自动化程度高,精度高等方向发展。而异构空间容积的检测方法仍停留在传统的检测方法,主要有几何测量法、注水质量检测法和摄像头测量法等。但是,由于这些方法测量存在精度低、异构空间的不规则性等问题,这些传统的检测方法并不能满足有些特殊领域对异构空间容积检测的要求。因此,需要对异构空间容积检测的原理和系统设计进行深入研究,并设计出一种操作简易、实用性强和精度高的检测系统。本文首先分析了激光测距和质量检测的工作原理,选择了三角反射法作为激光测距方法,电阻应变式法作为质量检测方法。通过对多传感器数据融合的工作原理研究,设计出一种多传感器数据融合的异构空间容积检测系统。设计的系统主要由上位机、升降台架、电控旋转平台、TMS320F2812控制器、驱动器、步进电机、激光测距传感器和质量检测传感器等组成。本文提出了用升降台架+电控旋转平台的方式扫描工件,其中TMS320F2812控制器通过对步进电机的控制,带动升降台架上的激光测距传感器从下往上步进扫描工件,而电控旋转平台用于带动工件步进旋转360°,从而将激光测距传感器的距离和角度信息反馈给上位机。同时,质量检测传感器可以将异构空间的质量信息通过TMS320F2812控制器反馈给上位机,上位机将激光测距传感器和质量检测传感器反馈的信息经过滤波,融合后,对异构空间进行了三维重建建模,从而求出其容积。本文最后通过OpenGL仿真和实物试验,验证了此方法的可行性。检测结果表明:利用多传感器数据融合检测系统检测出工件的容积,在和注水称重法对比后,计算出的工件容积误差在12ml以内。其检测方法具有操作简易、实用性强和精度高等特点,具有良好的应用前景。


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