基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法，涉及數(shù)據(jù)處理、三維可視化領(lǐng)域，發(fā)明了一種基于三維激光掃描設(shè)備獲取的大量點(diǎn)云數(shù)據(jù)來實(shí)時(shí)自動(dòng)計(jì)算油罐中剩余油量體積的方法。通過將激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到由點(diǎn)云組成的實(shí)時(shí)油面高度和油罐外形體積，從而計(jì)算出油罐中剩余油量的體積。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套完整的數(shù)據(jù)處理和油量計(jì)算的方法，達(dá)到快速的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的監(jiān)控油量的目的，同時(shí)不受油料體積隨溫度變化的影響，為油料庫的管理、調(diào)度提供快速、可靠的依據(jù)和手段。
【專利說明】基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及到數(shù)據(jù)處理、三維可視化領(lǐng)域，通過三維激光掃描儀能夠快速、動(dòng)態(tài)、精確的獲取油罐及油面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)預(yù)處理，通過積分法精確計(jì)算油罐體積和油量體積，從而實(shí)現(xiàn)了信息的自動(dòng)采集、傳輸、存儲(chǔ)，提升了油料庫的自動(dòng)化、信息化水平，提高了油料庫管理效益和安全級(jí)別。
【背景技術(shù)】:
[0002]三維激光掃描技術(shù)又被稱為實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢.三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，它通過高速激光掃描測量的方法，大面積高分辨率地快速獲取被測對(duì)象表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可以快速、大量的采集空間點(diǎn)位信息，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字模型。在測繪工程、文物數(shù)字化保護(hù)、土木工程、工業(yè)測量、自然災(zāi)害調(diào)查、數(shù)字城市地形可視化、城鄉(xiāng)規(guī)劃等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]為解決現(xiàn)有油量計(jì)算不精確、非動(dòng)態(tài)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法，通過將激光掃描儀獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到由點(diǎn)云組成的實(shí)時(shí)油面高度和油罐外形體積，從而采用積分算法計(jì)算出油罐中剩余油量的體積，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)油罐容積的自動(dòng)精確計(jì)算。為油料庫管理部門實(shí)現(xiàn)宏觀管理決策提供了直觀、形象、準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0004]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0005]圖1是坐標(biāo)系中油罐橫截面圖
[0006]圖2油罐液面的水平剖面
[0007]圖3裝置體積擬合對(duì)比曲線圖
[0008]圖4橫向傾斜截面圖
[0009]圖5橫向傾斜截面圖
[0010]圖6縱向傾斜罐體剖面圖
【具體實(shí)施方式】:
[0011]計(jì)算無變位儲(chǔ)油容積:
[0012]首先研究油罐罐體橫截面，建立坐標(biāo)系如圖1
[0013]橫截面橢圓的方程式為+ * = 1[0014]液面高度為H時(shí)，00' =b_H，點(diǎn)A坐標(biāo)為(Xl，Z1)，所以
【權(quán)利要求】
1.基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法，其特征是，包括以下步驟:步驟1、將三維激光掃描儀架設(shè)在特定的工作位置，通過三維激光掃描儀快速、動(dòng)態(tài)、精確的采集油罐及油面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟2:點(diǎn)云掃描數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理后，得到規(guī)整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟3:計(jì)算出由點(diǎn)云組成的實(shí)時(shí)油面高度和油罐外形體積，從而通過積分算法計(jì)算出油罐中剩余油量的體積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法，其特征是，點(diǎn)云掃描數(shù)據(jù)預(yù)處理包括以下步驟:加載所采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪精簡；切割出油面數(shù)據(jù)或油罐數(shù)據(jù),對(duì)油罐數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接,得到規(guī)整的油面和油罐點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的油量計(jì)算方法，其特征是，通過積分算法計(jì)算出油罐中剩余油量的體積包括以下步驟:計(jì)算無變位儲(chǔ)油容積；變位后橢圓筒的部分容積計(jì)算；模型的求解，用MATLAB解出每一個(gè)題中所給數(shù)據(jù)高度時(shí)的裝置體積，為擬合做準(zhǔn)備；計(jì)算罐體的總體積；對(duì)橫向變位參數(shù)進(jìn)行折算；計(jì)算中間柱體部分的中間層對(duì)應(yīng)高度函數(shù)；計(jì)算左端球體和右端球體中間層對(duì)應(yīng)油浮子高度的容積函數(shù)；計(jì)算出下層的容積；得出標(biāo)注與高度即變?yōu)殛P(guān)系的參數(shù)，即可根據(jù)油料高度計(jì)算出剩余油量體積。
【文檔編號(hào)】G01F22/00GK103884397SQ201410115168
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】徐欣, 陳槐, 郭英才 申請(qǐng)人:北京昊峰東方科技有限公司