引言
煤仓是煤矿中重要的储存设备[1]，煤仓中煤的深度位置必须设置在合理区间。如果煤仓中物位太高，存在溢料风险，不仅会影响生产效率，还对煤仓周围有安全隐患。而物位太低时，从仓顶到仓底的高度差太大，掉落的煤炭容易造成仓体损坏。所以，煤仓的物位深度实时监测具有重要意义。
煤仓物位的自动深度测试方法主要有：电容传感法、雷达测距法、光学成像法和激光扫描法[2-6]。电容传感法将传感器与煤层接触形成等效电容。宗伟林等人[7]采用定点小电容实现了煤粉粉位的检测，虽大幅提升了测试稳定性，但不能在输煤过程中测试，影响工作效率。雷达测距法是利用雷达发射无线电波测试仓顶到煤层表面的距离，从而判断物料高度。杨雪等人[8]采用26 GHz高频雷达对煤位数据实时监测。该方法具备非接触快速测量的优点，但微波雷达是范围测试，难以获得整体物位的分布情况。光学成像法通过拍照获取测试区域物料的分布特性，可实现整体物位分布情况。赵睿等人[9]通过图像二值化配合双目结构，煤位最大误差率小于1.8%。徐慧琼等人[10]通过FPGA与CCD获取煤位数据，检测误差优于5%。但基于图像的处理方法受环境光影响明显。激光扫描法是利用线激光器作为光源，对煤仓煤位进行扫描，测距计算物位高度的方法。孙继平等人[11-12]采用激光三角法测量物位深度，深度识别精度优于0.6 m。张卫等人[13]将激光物位检测用于颚式破碎机，实现了全自动物料检测，测距精度优于50 cm。
综上所述，激光雷达指向性好、精度高，但不规则的物料表面会使个别测试位置出现粗大误差，形成虚假信号。为了降低不规则物面对测试结果的影响，本文提出了一种双轴激光扫描的物位检测系统。
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作者信息：
李大威1，李亚宁2，张恩华1，张丽军2，李亚帅2
（1.中北大学 电气与控制工程学院，山西 太原030051；
2.山西戴德测控技术股份有限公司，山西 榆次 030600）
