危险化学品仓库激光扫描安全监测技术的研究

摘要

危险化学品仓库是现代物流重要的组成部分，随着物流业的发展，其安全的重要性越发受到社会的重视。为了预防危险化学品仓库安全事故的发生，设计了一套危险化学品仓库激光扫描安全监测系统，实时监测危险化学品仓库的货物储存是否符合规范。
　　危险化学品安全监测系统包括分节点，主节点和服务器。分节点是基于ARM的激光扫描测距装置，用来对仓库按设定的角度范围进行周期性扫描。主节点定时通过CAN总线收集分节点监控数据，进行处理分析，与正常状态进行比较并判断堆垛摆放是否符合规范，并在组态王界面上予以显示。服务器下发控制指令，定时接收主节点上传的监控数据，为管理员提供多个库房的监控数据显示，实现异常状态报警。
　　针对采集到的激光扫描数据出现的噪声，设计了一种差值去噪算法。该算法把扫描得到的激光测距数据点，按照角度值大小进行从小到大排序，然后相邻两点的距离值依次取差值，进而对距离差值与预设域值进行比较，去除噪点。采用该算法对几种不同尺寸和形状的障碍物进行了试验，阈值设为0.5，试验结果表明能有效去除点扫描点云数据中的异常噪声点，同时能保障正常点云数据的完整性和可靠性。
　　激光扫描的异常数据除了噪声点，还有障碍物数据。为了对障碍物进行距离定位，还原形状尺寸，对激光扫描装置测得的数据采用最小二乘法进行了数据拟合。首先，利用激光扫描装置对无障碍物的情况进行扫描，得到数据并拟合建立正常状态。然后，对有长方体障碍物的情况进行扫描，对得到的异常点基于最小二乘法进行数据拟合。最后，对圆柱体的障碍物进行扫描，对收集到的异常点基于最小二乘法进行数据拟合。试验结果表明，尺寸误差值小于0.05m，能较好地实现尺寸还原，满足危险化学品仓库监测要求。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．2．1 危险化学品仓库的管理

1．2．2 安全监测的技术

1．2．3 激光扫描的研究

1．3 文章工作

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究意义

1．3．3 研究内容

第二章 危险化学品仓库激光扫描安全监测系统

2．1 系统结构

2．2 分节点

2．3 主节点

2．4 服务器

2．5 本章小结

第三章 激光扫描差值去噪算法

3．1 噪声点出现的原因

3．2 一般的去噪算法

3．3 差值去噪算法原理

3．4 不同情况下的去噪情况

3．4．1 无障碍物的情况

3．4．2 长方体障碍物

3．4．3 圆柱障碍物

3．4．4 墙与窗

3．5 去噪结果分析

3．6 本章小结

第四章 障碍物扫描定位和还原

4．1 障碍物的距离定位

4．2 障碍物的尺寸和形状还原

4．3 几种情况下试验的结果

4．3．1 无障碍物的情况

4．3．2 长方体障碍物

4．3．3 圆柱障碍物

4．4 结果分析

4．5 本章小结

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢

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