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我国竹材资源丰富,合理开发利用竹建筑材料可缓解国内木材供需矛盾,具有十分重要的经济、社会和环境效益。在竹的加工过程中,均需将竹筒破开用于成型的竹板,因此用于加工的竹筒壁厚度对竹板生产非常重要,为了生产出好的竹板,必须对应不同厚度竹筒进行分拣统的厚度测量,以确保不同厚度的竹筒或竹板用于不同的目的。但由于技术和成本等因素的限制,对竹筒进行测量厚度严重依赖千分尺,由此导致工作效率低、操作过程繁琐、自动化程度低等问题。有鉴于此本课题开展了基于激光测距原理对竹筒厚度测量的手持式厚度测量仪的研究工作。本课题首先对竹筒物料进行特性分析,提出基于激光反射测距进行厚度测量的技术思路,并在该技术思路上进行了系统设计,确定了由电源电路、主控电路、串口电路、无线通信电路、屏显登录等几个部分组成的硬件电路。电源电路采用双路低压差线性稳压芯片实现两路电源转换;主控电路引出五路串口,分别为一路调试接口、一路通信接口、三路传感器接口;串口电路统一预留三路传感器连接接口;无线通信电路采用WiFi模块,基于串口AT指令控制并由独立复位电路;屏显电路预留一路I2C连接接口。然后对软件进行了设计,根据主控芯片的特性,结合显示屏、传感器的控制要求,确定了手持厚度测量仪的基本流程,并根据基本流程设计时序控制模块,时序控制模块对整个控制流程进行协调处理,完成上电初始化、从传感器中读数据、调用优化算法进行处理、在显示屏上显示的操作;还通过无线通信测试验证了无线通信能够正常发送JOSN格式数据以便于自动化。接着对以防抖动优化为目的的平滑卡尔曼滤波算法进行了设计,确定了以先进行卡尔曼自回归滤波、后进行平滑修正的平滑卡尔曼滤波算法的原理,并在原理上进行代码实现,还对卡尔曼自回归滤波和平滑修正的处理效果进行了MATLAB仿真。最后通过优化对比试验对比分析了在传感器优化前测量和系统整体测量两种方式下对铝合金板材的测量结果,在对比分析过程中发现传感器优化前测量值有负数值并在计算中将负数值作为异常值删除再计算,分析结果显示平滑卡尔曼滤波算法对数据处理的优化效果是显著的,算法优化前测量的最大误差高达28.32%、平均误差高达13.09%,而优化后测量的最大误差不高于±2.5%、平均误差低于±1%;通过生产试验对比分析了对竹筒的测量结果,分析结果确定采用了数据防抖稳定模块和结果修正模块进行数据处理后的系统整体测量的平均误差小于1.5%;通过对优化对比试验和生产试验的汇总数据的计算分析,得出在采用平滑卡尔曼滤波算法的情况下,系统整体测量的线性度为±0.7%,灵敏度为0.9999。综上,本课题设计并调试完成了一个基于激光测距的手持式厚度测量仪,它集成了厚度测量、数据处理、屏幕显示、无线通信等功能。实际多次测试试验证明,该手持式厚度测量仪可以实现非接触测量,手持测量误差低于±2%,有效减少人为测量误差,且整体成本低廉、使用方便,能有效提供厚度测量的效率并保证测量质量。