【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢卷卷径测量，具体涉及一种基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法及装置。
技术介绍
1、在钢卷处理生产线上，无论是对钢卷内圈进行处理，或者是将钢卷上到卷取机上，都必须获取精确的卷径值，才能保证操作的顺利进行。但钢卷的卷径难以直接测量，传统的间接卷径计算法，如速度计算法、圈数计算法等在卷筒打滑或者带钢厚度不均的情况下精度不高，难以满足后继工序的要求。
2、激光测距仪是利用激光进行测距的一种仪器，通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离。工业级的激光测距仪适用于钢厂的恶劣环境，有很高的测量精度和可靠性，受环境的影响较小，测量范围在30m内，测量精度可达到2mm左右。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法及装置，可以根据激光测距仪的距离测量值计算得到精确的钢卷卷径值，解决了钢卷卷径难以精确获取的问题。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，包括以下步骤：
4、将钢卷置于鞍座上；鞍座包括至少两个垫块，垫块分置于钢卷两侧且均位于地平板上；
5、将激光测距仪置于钢卷的一侧，用于获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值
6、获取激光测距仪与钢卷卷心的水平距离dlaser<->heatt、激光测距仪距离地平面的高度dlaser＜-＞floor、地平板的厚度tfloor以及钢卷与鞍座的切点和钢卷卷心的连线与竖直方
7、
8、根据钢卷半径的范围，从两个解中选择一个合适的解作为钢卷半径的计算值，并记为rs,cal，则钢卷的计算卷径值为2rs,cal；
9、使用二次多项式拟合卷径计算误差与水平距离测量值之间的关系，并求解该二次多项式的系数；其中，卷径计算误差为钢卷的实际卷径值减去钢卷的计算卷径值；
10、根据该二次多项式以及水平距离测量值计算得到卷径计算误差，根据计算得到的卷径计算误差和钢卷的计算卷径值得到最终的钢卷卷径值。
11、进一步的，延时等待钢卷在鞍座上放稳后，激光测距仪再获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值。
12、进一步的，通过滤波和平均化处理获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值
13、将激光测距仪连续n个采样值组成一个队列，每次采样到的新数据放入队尾，同时删掉原来队首的数据；每个采样周期把队列中的n个采样值进行平均计算，即获得递推平均滤波的结果，记为slaser；
14、将一段时间内的slaser进行均值化处理，作为钢卷与激光测距仪的水平距离测量值
15、进一步的，二次多项式为：
16、es＝ax2+bx+c
17、式中，es为卷径计算误差，a、b和c为二次多项式的系数，自变量x定义为s0为卷径计算误差最小时的设定值；
18、卷径计算误差计算公式如下：
19、es(m)＝ds,act(m)-2rs,cal(m)
20、式中，ds,act为钢卷的实际卷径值，m表示第m个数据。
21、进一步的，求解该二次多项式的系数包括：
22、获取三组数据{(x1,es(1))，(x2,es(2))，(x3,es(3))}，并写成矩阵形式，得到：
23、
24、令：
25、y＝[es(1) es(2) es(3)]t
26、w＝[c b a]t
27、
28、则矩阵形式改写为：
29、y＝xw
30、w为系数矩阵，使用最小二乘法求出系数矩阵的值：
31、求系数矩阵w，使得xw-y的模最小，即最优化问题：
32、min||xw-y||2
33、使用最小二乘法求得的解为：
34、w＝[c b a]t＝(xtx)-1xty
35、求得系数矩阵w后，将其代入二次多项式。
36、进一步的，所选取三组数据的水平距离测量值不全大于等于或不全小于等于设定值s0。
37、进一步的，最终的钢卷卷径值计算公式如下：
38、
39、式中，k为钢卷编号，dfin为最终的钢卷卷径值。
40、一种用于实现上述中任意一项所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法的基于激光测距仪的钢卷卷径确定装置，包括：
41、鞍座，包括至少两个垫块，垫块分置于钢卷两侧且垫块下均设有地平板；
42、激光测距仪，置于钢卷的一侧，用于获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值；
43、plc控制器，用于从激光测距仪读取水平距离测量值并计算钢卷半径rs，以及根据二次多项式以及水平距离测量值计算得到卷径计算误差，最后根据计算得到的卷径计算误差和钢卷的计算卷径值得到最终的钢卷卷径值。
44、进一步的，该装置还包括：
45、接近开关，用于检测钢卷是否置于鞍座上，并在检测到钢卷置于鞍座上一段时间t1后发出鞍座占位信号给plc控制器；
46、plc控制器接收到鞍座占位信号后开始从激光测距仪读取水平距离测量值。
47、进一步的，该装置还包括：
48、激光测距仪支架，用于将激光测距仪安置于钢卷的一侧。
49、本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
50、本专利技术提供的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法及装置，仅使用一台激光测距仪即可精确得到钢卷的卷径值，设备简单易于维护且成本较低；对激光测距仪测量值进行了滤波和均值化处理，减小了测量过程中干扰和波动对测量值的影响；使用二次多项式拟合卷径计算误差同钢卷测量距离之间的关系，精确的补偿了计算卷径值的误差，较大程度的提高了卷径的计算精度，利于后继工序中对钢卷进行进一步的操作，提高了生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，延时等待钢卷在鞍座上放稳后，激光测距仪再获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值。
3.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，通过滤波和平均化处理获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值
4.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，二次多项式为：
5.根据权利要求4所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，求解该二次多项式的系数包括：
6.根据权利要求5所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，所选取三组数据的水平距离测量值不全大于等于或不全小于等于设定值S0。
7.根据权利要求5所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，最终的钢卷卷径值计算公式如下：
8.一种用于实现权利要求1至7中任意一项所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法的基于激光测距仪的钢卷卷径确定装置，其特征在于，包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，延时等待钢卷在鞍座上放稳后，激光测距仪再获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值。
3.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，通过滤波和平均化处理获取钢卷与激光测距仪的水平距离测量值
4.根据权利要求1所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，二次多项式为：
5.根据权利要求4所述的基于激光测距仪的钢卷卷径确定方法，其特征在于，求解该二次多项式的系数包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈跃华，严淑，周登科，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。