基于三维激光扫描技术的粮食储量监测系统的设计-IngentaConnect.PDFVIP

第 31 卷 第 20 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.20 262 2015 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2015 ·农产品加工工程· 基于三维激光扫描技术的粮食储量监测系统的设计与试验 邵 晴，徐 涛，吉野辰萌，宋 男，朱 航※ （吉林大学机械科学与工程学院，长春 130025） 摘 要：为实现仓储粮储量在线实时监测，该研究开发了一种基于三维激光扫描技术的粮食储量在线监测系统。采用自 主研制的倒置式粮仓专用型三维激光扫描仪对储粮进行扫描，通过上位机通讯、采集点云数据并控制扫描仪的工作过程， 应用粮食体积计算软件实时计算储粮体积和数量，从而解决了仓储粮储量快速高精度监测的问题。使用该系统在中储粮 某直属库进行系统验证试验，结果表明，测量得到的粮食体积满足最大误差不超过 1%的技术指标，且经过多次试验检 验，系统具有较好的稳定性、测量精度高、操作简便等优点，能够满足仓储粮储量监测的要求。该研究为实现仓储粮储 量的快速实时在线监测提供了有效的方法。 关键词：存储；监测；三维；三维激光扫描技术；粮食储量；点云数据；粮食体积计算 doi ：10. 11975/j.issn.1002-6819.2015.20.036 中图分类号：S24 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2015)-20-0262-06 邵 晴，徐 涛，吉野辰萌，宋 男，朱 航. 基于三维激光扫描技术的粮食储量监测系统的设计与试验[J].农业工程 学报，2015，31(20)：262－267. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.036 Shao Qing, Xu Tao, Yoshino Tatsuo, Song Nan, Zhu Hang. Design and experiment for grain storage monitoring system based on 3-D laser scanning technology[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(20): 262 －267. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.20.036 湿度的实时监管已进行了大量的研究[10-13] 。近年来，仓 0 引 言 储粮储量信息的监测系统也得到了广泛的关注[14-17] 。而 粮食储备是为保证消费需求、调节粮食供求平衡和其 激光扫描技术是近十年迅速发展起来的高性能测绘技 他突发事件而建立的一项物资储备制度，这一制度直接 术，可短时间内有效地记录被测对象的三维信息[18-19] 。 影响国家安全[1-3] 。仓储粮食的储量和质量是粮食安全的 研究三维激光扫描技术在粮食储量监测中的应用意义重 关键，也是储备粮管理工作的重点和难点。中国先后 3 次 大，不仅可以快速准确的获得粮仓的相关储量信息，而 大规模投资建设了粮食储备库[4-5] ，使国家储备粮库储藏 且还可以获得粮仓的结构信息，有利于粮仓的安全监测， 能力超过 5×1010 kg ，但远不能完全监管中国约 3×1011 kg 推动数字化粮仓的建设和发展。2010 年李凯等[20]将自主 的粮食储备[6-7] 。由于储备粮数量庞大且储备地域分散， 开发的三维激光扫描仪应用在粮食体积测量方面，但应 涉及巨大经