基于点云的不规则罐炉容积计算方法研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：

近年来，随着我国能源战略的提升，大型罐炉成为保障我国石化资源的关键性工程设施，因此，油气资源战略储备体系的建立和安全监管日趋重要。不过，长期以来国内外对大型储罐的信息化建设不够重视，管理水平也比较低，国内外每年大型罐炉的安全事故时有发生。例如，2014年湖北汉川化工厂发生储罐爆炸事件、2015年淄博市恒台县化工厂爆炸和日照岚山化工厂液态储罐爆炸事故等一系列重大安全事故，严重威胁了人们的生命财产安全，而且让国家白白损失了大量的自然资源。

大型的罐炉设施作为国民经济生命线系统之能源系统的重要组成部分，在商业、军事、民用、交通、航空，特别是在石化行业有着广泛的应用，包括立式罐、卧式罐、球形罐等各式各样的不规则罐体。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：①绪论部分：包括相关理论和概念、课题研究的目的意义，国内外相关研究进展状况，论文实施的技术路线、研究的内容方法以及预期目标；②模型构建：本文拟借助于影像全站仪对大型罐体表面进行扫描并生成点云数据，利用专业软件对预处理点云数据构建不规则三角网，基于此构建罐体的容积计算模型；③实验设计：根据所构建的模型进行实验方案设计，完成从技术设计、图纸准备、数据处理各个流程；④结果分析：利用构建的容积计算模型对典型罐体进行测算，并将测算结果与其他传统方法测算结果进行比较分析，评估测算精度并提出相应的改善措施；针对实验观测数据处理结果进行数据质量分析与精度评价，提出可改进的方法模型。⑤结束与展望：总结论文主要研究成果，分析指出不足之处，探讨进一步研究方向。

本论文拟通过以下流程展开研究：

3. 研究的方法与步骤

（1）采用影像全站仪对罐炉的外表进行点云数据的采集工作（获取物体表面的三维坐标）；

（2）利用imagemasteris进行点过滤、拼接、转换数据格式等数据处理工作；

（3）利用geomatic studio对不规则罐炉的点云数据进行模型重构，对模型进行面片封装，实现目标体的可视化计算；

4. 参考文献

1、王晏民，豁辉，王国利，胡春梅.地面激光雷达技术在白居寺吉祥多门塔变形分析中的应用[j]，北京建筑工程学院学报，2011，27（4）：11-15

2、 张珍铭.基于 delaunay 三角化的三维散乱点云曲面重塑算法研究[d]，南京航空航天大学，2006

3、宋振，郝华东，周晓雪，梁雪敏等. 基于三维激光扫描仪法的大型立式罐容量的计量 [j]，计量技术，2013，32（12）：1367-1373

5. 计划与进度安排

（1）接受任务，内容理解，指导教师讲解、讨论、阅读指导教师规定的文献，撰写开题报告（2022.3.13-2022.3.19）。

（2） 收集相关参数，通过网络、期刊、报纸、书籍进行相关资料搜集（2022.3.20-2022.7.26）；

（3）模型构建：借助于影像全站仪对大型罐体表面进行扫描并生成点云数据，利用专业软件对预处理点云数据构建不规则三角网，基于此构建罐体的容积计算模型，（2022.3.27-2022.4.9）。