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自动盘煤及管理系统

作　者: 秦健
导　师: 解宁
学　校: 天津理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: GPU 三维图像 体积测量 激光测距仪
分类号: TM621.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 46次
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内容摘要


燃煤调度管理是燃煤电厂生产管理的一项重要工作,对燃煤电厂的经济运行有直接的影响。存煤量的测量是煤场调度管理的核心问题,如何对煤场的存煤量自动地进行准确测量,是长期困扰燃煤电厂的一大难题。快速、准确地测量出煤场上不同热值煤堆的体积并提供各种煤堆的存煤量,是燃煤电厂进行成本核算、经济效益评估和科学管理的主要依据。近年来随着计算机硬件水平的快速发展,尤其是图形处理器(GPU)的出现和发展,使得基于GPU的图形处理技术能得以广泛地应用于商业高端运算、医疗图像的生成和大地测绘等领域。本文所研究的自动盘煤及管理系统,利用由激光测距仪、行程传感器和步进电机组成的硬件系统,采集煤堆表面数据,生成三维坐标数据;应用Visual Studio 2005 Sp1及DirectX SDK 2009.3软件将三维坐标数据进行渲染后,采用基于GPU技术的三维图像重建算法,利用GPU的高速浮点运算能力和几何运算能力对渲染的三维图像进行重新采样、归一化、边界划分等处理后,运用Delaunay三角剖分三维重构算法拟合三维曲面生成煤堆的三维立体图;利用生成的三维立体图进行数据处理得出各子煤堆的体积值,最后用求和的方法得出所测煤堆的体积。应用Visual C++ 6.0软件对燃煤管理系统进行开发设计,以实现煤场管理人员对煤场快速有效的管理。本文所研究的自动盘煤系统在盘煤的实时性和准确性方面都有显著的改善,取得了比较满意的结果。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内盘煤系统研究现状及存在的问题  11
  1.3 本文的研究内容  11
  1.4 本文研究的主要创新点  11-12
  1.5 论文内容结构  12-13
  1.6 本章小结  13-14
第二章 自动盘煤系统的硬件设计  14-21
  2.1 自动盘煤硬件系统构成  14-15
  2.2 控制器硬件电路的设计  15-16
  2.3 数据采集单元的设计  16-18
    2.3.1 激光测距仪的简介  16-17
    2.3.2 传感器与控制器接口电路的设计  17-18
  2.4 步进电机控制单元的设计  18-20
    2.4.1 步进电机的选型  18-19
    2.4.2 步进电机驱动系统  19-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章 基于图形处理器（GPU）的三维图像重建技术  21-36
  3.1 计算机图形处理器（GPU）的概述  21-25
    3.1.1 计算机图形处理器（GPU）的发展史  21-22
    3.1.2 计算机图形处理器（GPU）的特点  22
    3.1.3 GPU 的编程语言  22-23
    3.1.4 基于 GPU 的通用计算  23-25
  3.2 基于图形处理器（GPU）的BRDF光照模型  25-27
    3.2.1 光照定律  25-26
    3.2.2 BRDF光照模型  26-27
  3.3 基于 GPU 的投影纹理映射三维图像重建算法  27-30
    3.3.1 投影纹理映射的原理  28-29
    3.3.2 投影纹理映射的优点  29
    3.3.3 投影纹理映射三维图像重建算法  29-30
  3.4 CPU-GPU 异构并行重建技术  30-34
    3.4.1 并行计算技术  31-33
    3.4.2 CPU-GPU 异构并行重建方法  33-34
  3.5 重建算法的验证实验  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章 自动盘煤系统的软件设计  36-44
  4.1 采样数据的重新排序  36-37
  4.2 采样数据的归一化  37
  4.3 采样数据插入采样点的方法  37-39
  4.4 采样数据边界的划分  39-40
  4.5 采样数据的网格化  40-41
  4.6 采样数据的渲染  41-42
  4.7 煤堆体积的计算  42
  4.8 本章小结  42-44
第五章 图像仿真实验及误差分析  44-49
  5.1 三维图像生成模拟实验一  44-46
  5.2 三维图像生成模拟实验二  46-48
  5.3 误差分析  48
  5.4 本章小结  48-49
第六章 自动盘煤管理系统的设计  49-57
  6.1 VISUAL C++ 6.0简介  49-50
  6.2 自动盘煤管理系统设计思想  50-51
  6.3 自动盘煤管理系统管理界面设计  51-56
    6.3.1 用户欢迎界面的设计  51
    6.3.2 主界面的设计  51-52
    6.3.3 详细数据界面的设计  52-53
    6.3.4 三维图像界面的设计  53-54
    6.3.5 自动配煤界面的设计  54-55
    6.3.6 用户配煤界面的设计  55-56
  6.4 本章小结  56-57
第七章 总结与展望  57-58
  7.1 全文总结  57
  7.2 有待进一步解决的问题  57-58
参考文献  58-61
发表论文和科研情况说明  61-62
致谢  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 发电厂 > 火力发电厂、热电站 > 锅炉及燃烧系统
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