【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及工程測(cè)量，具體為一種在大型lng儲(chǔ)罐氣升頂過(guò)程中，利用激光測(cè)距儀對(duì)罐頂表面目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)控測(cè)量的裝置及控制方法。
技術(shù)介紹
1、lng是液化天然氣的縮寫，作為一種重要的能源，它受到了研發(fā)者的高度關(guān)注，隨著對(duì)新能源技術(shù)的革新，由于能源領(lǐng)域?qū)μ烊粴庑枨蟮牟粩嘣鲩L(zhǎng)，lng儲(chǔ)氣罐的建設(shè)的需求也在持續(xù)上升，作為lng儲(chǔ)氣罐建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，罐頂安裝采用氣升頂技術(shù)完成。該技術(shù)難度高且建造工序風(fēng)險(xiǎn)高。在進(jìn)行氣升頂時(shí)，通常使用拉繩裝置來(lái)限制罐頂在升頂中的自由度。但阻力、氣壓等影響罐頂運(yùn)動(dòng)的因素隨著罐頂上升過(guò)程不斷變化，這些因素的共同作用有可能導(dǎo)致罐頂失衡甚至氣升頂失敗。可見(jiàn)，非常需要一種準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，在氣升頂過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取罐頂?shù)目臻g位置。
2、為解決該技術(shù)問(wèn)題，如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?02410260348.8，公布日為2024.06.14的專利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種用于大型lng低溫儲(chǔ)罐氣升頂?shù)墓揄斊胶庋b置及方法，包括n個(gè)拉繩組件、與n個(gè)拉繩組件一一對(duì)應(yīng)連接的n個(gè)曳引機(jī)、平衡監(jiān)測(cè)模塊、通信模塊和控制模塊；n個(gè)拉繩組件圍繞罐頂?shù)闹匦牡葓A周角度分布并分別與罐頂連接；n個(gè)曳引機(jī)分別安裝在罐壁頂部；平衡監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)罐頂?shù)奈恢门c位姿；控制模塊，基于罐頂?shù)奈蛔伺袛喙揄斒欠駜A斜，判斷為是，則基于罐頂?shù)奈恢门c位姿計(jì)算罐頂最低處附近的拉繩組件的所需運(yùn)動(dòng)距離，輸出控制信號(hào)并經(jīng)通信模塊發(fā)送至與該拉繩組件連接的曳引機(jī)，由該曳引機(jī)基于控制信號(hào)拉動(dòng)與其連接的拉繩組件，從而令罐頂恢復(fù)至水平位姿。
3、上述專利文獻(xiàn)中描述的裝置通過(guò)測(cè)量繩索的長(zhǎng)度
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置及控制方法，用于在大型lng儲(chǔ)罐氣升頂過(guò)程中，通過(guò)激光測(cè)距儀對(duì)罐頂表面的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行精確的數(shù)控測(cè)量，該裝置通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整激光測(cè)距儀的位置和姿態(tài)，確保在罐頂運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，激光測(cè)距儀發(fā)射的光斑與罐頂表面的目標(biāo)點(diǎn)保持重合。通過(guò)這種方法，可以更加準(zhǔn)確獲取目標(biāo)點(diǎn)的空間位置信息，從而為lng儲(chǔ)氣罐的罐頂位置和運(yùn)動(dòng)提供更加準(zhǔn)確的檢測(cè)手段。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提出了一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，包括測(cè)量單元和相機(jī)，所述測(cè)量單元由一個(gè)二軸轉(zhuǎn)臺(tái)和一個(gè)激光測(cè)距儀組成，所述二軸轉(zhuǎn)臺(tái)包括第一轉(zhuǎn)臺(tái)、懸臂支架、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和固定板；所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在罐壁的頂部，懸臂支架通過(guò)支架安裝板安裝在第一轉(zhuǎn)臺(tái)上，在懸臂支架上設(shè)有第二轉(zhuǎn)臺(tái)；所述激光測(cè)距儀通過(guò)固定板安裝在第二轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)盤上；所述激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第一轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線和第二轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的相交處。第一轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)懸臂支架在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)激光測(cè)距儀在垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。所述相機(jī)安裝在罐頂上，隨著罐頂一起運(yùn)動(dòng)，用于對(duì)光斑和目標(biāo)點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行拍照。
3、上述結(jié)構(gòu)，根據(jù)相機(jī)拍攝得到的目標(biāo)點(diǎn)和光斑在圖像上的像素距離，轉(zhuǎn)動(dòng)第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)，從而使得激光測(cè)距儀發(fā)射的光斑能夠隨著目標(biāo)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而調(diào)整位置，始終保持兩者重合。
4、進(jìn)一步的，在第一轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)有第一中空?qǐng)A孔，在第二轉(zhuǎn)臺(tái)的中心設(shè)有第二中空?qǐng)A孔，在支架安裝板的中心設(shè)有測(cè)量孔，在測(cè)量孔內(nèi)設(shè)有測(cè)量桿，利用該測(cè)量桿使得所述第一中空?qǐng)A孔的回轉(zhuǎn)軸線與測(cè)量孔底端的圓心軸線重合；所述測(cè)量桿為圓柱體，且測(cè)量桿垂直插入測(cè)量孔中；第二中空?qǐng)A孔的回轉(zhuǎn)軸線與測(cè)量桿的圓心軸線垂直。
5、在支架安裝板上設(shè)有微調(diào)擋槽一，該微調(diào)擋槽由四個(gè)橢圓槽組成，第一轉(zhuǎn)臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)有四個(gè)螺紋孔，螺栓穿過(guò)微調(diào)擋槽并且旋入螺紋孔，使得支架安裝板與第一轉(zhuǎn)盤相連接，由此支架安裝板可沿微調(diào)擋槽的長(zhǎng)度方向調(diào)整。
6、在懸臂支架上還設(shè)有微調(diào)擋槽二，該微調(diào)擋槽由三個(gè)橢圓槽組成，在第二轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)有三個(gè)圓形通孔，螺栓穿過(guò)通孔并且通過(guò)微調(diào)擋槽與螺母配合，使得懸臂支架與第二轉(zhuǎn)臺(tái)相連接，由此懸臂支架可沿橢圓槽的長(zhǎng)度方向調(diào)整。
7、于固定板上設(shè)有微調(diào)擋槽三，該微調(diào)擋槽由四個(gè)橢圓槽組成，第二轉(zhuǎn)臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)有四個(gè)螺紋孔，螺栓穿過(guò)微調(diào)擋槽并且旋入螺紋孔，使得固定板與第二轉(zhuǎn)臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)盤相連接，由此固定板可沿橢圓槽的長(zhǎng)度方向調(diào)整，并且在固定板上設(shè)有與第二中空?qǐng)A孔同軸的通孔。
8、進(jìn)一步的，激光測(cè)距儀上裝有安裝板，該安裝板上設(shè)有微調(diào)擋槽四，該微調(diào)擋槽由四個(gè)橢圓槽組成，在固定板上設(shè)有安裝孔，該安裝孔由四個(gè)螺紋孔組成，螺栓穿過(guò)微調(diào)擋槽并且旋入螺紋孔，使得激光測(cè)距儀與固定板相連接，由此激光測(cè)距儀可沿橢圓槽的長(zhǎng)度方向調(diào)整，激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第二中空?qǐng)A孔的回轉(zhuǎn)軸線相交處。
9、以上設(shè)置，通過(guò)調(diào)整第二轉(zhuǎn)臺(tái)在微調(diào)檔槽二的位置，使其回轉(zhuǎn)軸線與第一轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)軸線相交。通過(guò)調(diào)整支架安裝板在微調(diào)檔槽一的位置，固定板在微調(diào)檔槽三的位置，激光測(cè)距儀在微調(diào)擋槽四中的位置，使激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線和第二轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)重合，確保第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)射點(diǎn)的位置不會(huì)發(fā)生變化。
10、本專利技術(shù)還提供一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，具體步驟包括：
11、（1）在罐壁上安裝測(cè)量單元，并在罐頂上安裝一臺(tái)隨罐頂運(yùn)動(dòng)的相機(jī)。測(cè)量單元由一個(gè)二軸轉(zhuǎn)臺(tái)和一個(gè)激光測(cè)距儀組成，激光測(cè)距儀安裝在該二軸轉(zhuǎn)臺(tái)上。二軸轉(zhuǎn)臺(tái)由水平旋轉(zhuǎn)的第一轉(zhuǎn)臺(tái)和垂直旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)臺(tái)組成，激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)與第一轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線和第二轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的交點(diǎn)重合。
12、（2）通過(guò)激光測(cè)距儀發(fā)射的光斑對(duì)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。
13、（3）通過(guò)相機(jī)拍攝得到的目標(biāo)點(diǎn)和光斑圖像，確保兩者均在相機(jī)的拍攝范圍內(nèi)。然后，通過(guò)圖像處理技術(shù)，可以從拍攝的圖像中確定光斑和目標(biāo)點(diǎn)在像素坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，像素坐標(biāo)系通常用來(lái)描述屏幕上像素點(diǎn)的位置。確定了這些坐標(biāo)之后，可以計(jì)算在像素坐標(biāo)系下光斑與目標(biāo)點(diǎn)之間的像素距離。
14、（4）根據(jù)光斑與目標(biāo)點(diǎn)之間的像素距離，轉(zhuǎn)動(dòng)第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)。
15、（5）罐頂起升，目標(biāo)點(diǎn)的位置隨著罐頂?shù)钠鹕兓?/p>
16、（6）進(jìn)行步驟（3-4），使得光斑與目標(biāo)點(diǎn)保持重合。
17、上述的方法，通過(guò)對(duì)激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，確保激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第一轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線和第二轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的相交處，使激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位置不受第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。然后根據(jù)相機(jī)拍攝到的激光測(cè)距儀發(fā)射的光斑以及目標(biāo)點(diǎn)的圖像，接著進(jìn)行圖像處理，得到光斑和目標(biāo)點(diǎn)的像素坐標(biāo)。最后通過(guò)爬山算法確定第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得激光測(cè)距儀發(fā)射的光斑與目標(biāo)點(diǎn)重合，從而完成對(duì)lng儲(chǔ)氣罐的罐頂表面上目標(biāo)點(diǎn)的檢測(cè)。
18、進(jìn)一步的，步驟（1）本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：所述測(cè)量單元包括二軸轉(zhuǎn)臺(tái)，所述二軸轉(zhuǎn)臺(tái)包括第一轉(zhuǎn)臺(tái)、懸臂支架、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和固定板，所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在罐壁的頂部，懸臂支架通過(guò)支架安裝板安裝在第一轉(zhuǎn)臺(tái)上，在懸臂支架上設(shè)有第二轉(zhuǎn)臺(tái)，所述激光測(cè)距儀通過(guò)固定板安裝在第二轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)盤上，所述激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)盤的中心軸線的交點(diǎn)上；第一轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)懸臂支架在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)激光測(cè)距儀在垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；所述相機(jī)安裝在罐頂上，并隨著罐頂一起運(yùn)動(dòng)，用于對(duì)光斑和目標(biāo)點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行拍照。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：激光測(cè)距儀上裝有安裝板，該安裝板上設(shè)有微調(diào)擋槽四，該微調(diào)擋槽由四個(gè)橢圓槽組成，在固定板上設(shè)有安裝孔，該安裝孔由四個(gè)螺紋孔組成，螺栓穿過(guò)微調(diào)擋槽并且旋入螺紋孔，使得激光測(cè)距儀與固定板相連接，由此激光測(cè)距儀可沿橢圓槽的長(zhǎng)度方向調(diào)整，激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第二中空?qǐng)A孔的回轉(zhuǎn)軸線相交處。
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5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，其特征在于：步驟（1）中對(duì)激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整的具體步驟包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，其特征在于：步驟（4）具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，其特征在于：步驟（41），具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，其特征在于：光斑或目標(biāo)點(diǎn)由多個(gè)像素點(diǎn)組成，所述質(zhì)心算法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于大型LNG儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置的控制方法，其特征在于：步驟（42）具體包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：所述測(cè)量單元包括二軸轉(zhuǎn)臺(tái)，所述二軸轉(zhuǎn)臺(tái)包括第一轉(zhuǎn)臺(tái)、懸臂支架、第二轉(zhuǎn)臺(tái)和固定板，所述第一轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在罐壁的頂部，懸臂支架通過(guò)支架安裝板安裝在第一轉(zhuǎn)臺(tái)上，在懸臂支架上設(shè)有第二轉(zhuǎn)臺(tái)，所述激光測(cè)距儀通過(guò)固定板安裝在第二轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)盤上，所述激光測(cè)距儀的發(fā)射點(diǎn)位于第一轉(zhuǎn)臺(tái)和第二轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)盤的中心軸線的交點(diǎn)上；第一轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)懸臂支架在水平方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)激光測(cè)距儀在垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)；所述相機(jī)安裝在罐頂上，并隨著罐頂一起運(yùn)動(dòng)，用于對(duì)光斑和目標(biāo)點(diǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行拍照。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于大型lng儲(chǔ)罐氣升頂?shù)臄?shù)控測(cè)量裝置，其特征在于：激光測(cè)距儀上裝有安裝板，該安裝板上設(shè)有微調(diào)擋槽四，該微調(diào)擋槽由四個(gè)橢圓槽組成，在固定板上設(shè)有安裝孔，該安裝孔由四個(gè)螺紋孔組成，螺栓穿過(guò)微調(diào)擋槽并且旋入螺紋孔，使得激光測(cè)距儀與固定板相連接，由此激光測(cè)距...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃鵬，張?chǎng)锡?/a>，何國(guó)強(qiáng)，宋躍，周益航，周斐強(qiáng)，謝中毅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：桂林理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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