【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于lng薄膜罐容量测量，具体涉及基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法。
技术介绍
1、大型lng（液化天然气）薄膜罐是由一个薄的钢质主容器（即薄膜）、绝热层和预应力混凝土罐体共同组成的能储存低温液体的复合结构。其优势是更低的材料成本、更好的结构独立性、气密性和高度的模块化。相较于全容罐，薄膜罐的内罐容积没有理论极限，可以设计容量更大的储罐。液化天然气进口贸易交接采用的船舶舱货物计量方式进行，考虑到船舶受到波浪、倾斜和形变等因素影响，液化天然气立式储罐计量比其有更好的计量准确性。企业在生产运行时，也需对储存量进行监控和校验，以确保液化天然气储量准确、受控。因此，对液化天然气储罐容量准确计量的具有重要意义。
2、由于lng薄膜罐内部结构复杂、体积巨大、且处于超低温工作状态，其容量计量的准确性难以有效保证。然而，国内外的技术规范尚无大型lng薄膜罐容量方法，传统的石油储罐采用三维激光扫描仪、全站仪、钢卷尺、径向偏差测量仪等设备测量储罐的几何形状的方法不能完全满足lng薄膜储罐的测量需求。另外，理论上lng薄膜罐其截面为正五十六边形，然而薄膜型lng储罐内表面为数量众多的波纹钢组成，其内部空间巨大、结构形状复杂，传统三维激光扫描仪难以实现对其高分辨率扫描，因此实现低分辨率条件对复杂波纹表面重建薄膜型液化天然气储罐容量计量的技术难点。
3、基于此，本申请提供提供一种基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，基于最小二乘拟合原理研究lng薄膜储罐正五十六边形截面拟合算法，基于几何特
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，本专利技术目的在于提供基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，以解决现有薄膜型储罐的容量计量不准确的问题。为实现该目的，本申请具体技术方案如下：
2、所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，具体流程包括：
3、s1. 基于最小二乘拟合圆算法，初步确定lng薄膜罐正五十六边形的内切圆心坐标（ x1， y1）、半径 r1；
4、s2. 根据角点离圆心距离最远原则，计算旋转角 θ，并绘制正五十六边形，确定测量点所在扇区；
5、s3. 基于最小二乘法计算点到边的距离 m i，剔除杂点，计算截面面积 s i；
6、s4. 通过多次迭代，剔除杂点，得到的lng薄膜罐底z坐标值和lng薄膜罐顶z坐标值；
7、s5. 计算lng薄膜罐的容量。
8、进一步地，所述步骤s1的具体计算步骤如下：
9、s11. 将扫描测量的薄膜型液化天然气储罐点云数据集在三维点云处理软件上按顶面、底面和壁面三部分进行点云分割，并导出顶面点云数据集 p顶、底面点云数据集 p底、壁面点云数据集 p壁； p顶( xi, yi, zi), i＝1,2,…, j； p底( xi, yi, zi), i＝1,2,…, k； p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0；
10、s12. 将壁面点云数据集 p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0，截取选取壁面中段数据按z坐标截取一段500mm点云， p壁( xi, yi, zi), z1 -250 ＜zi ＜z1 +250，取点云的x、y坐标，基于最小二乘拟合正五十六边形的内切圆算法，初步确定罐壁正五十六边形的内切圆心坐标（ x1， y1）；
11、s13. 将步骤s12截取的点云在z坐标方向按每10mm一层分割成若干个点云数据集 p壁j( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m2， zj-5 ＜zi ＜zj +5，根据步骤s12计算获得的罐壁正五十六边形的内切圆心坐标（ x1， y1），计算每层半径 rj，记录半径 rj最小时 zj的值 zjmin，其中，
12、；
13、s14. 根据步骤s13计算所得 zjmin可以确定lng薄膜罐横向褶皱所在位置的z坐标，避开横向褶皱位置，将罐壁点云数据集 p壁( xi, yi, zi), i＝1,2,…, m0，按200mm一层将罐壁点云截取形成若干个点云数据集 pn( xi, yi, zi)； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，具体流程包括：
2.根据权利要求1所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S1的具体计算步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S12中，选取壁面中段数据按Z坐标截取一段500mm点云，根据壁面点云数据集P壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m1，计算中段位置Z坐标值：，取z1-250＜m1＜z1+250的点云数据集；最小二乘拟合正五十六边形的内切圆算法：
4.根据权利要求2所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S14中，在罐壁点云数据集P壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m0，截取若干个点云数据集Pn(xi,yi,zi)，使各个点云数据集满足Z坐标和，。
5.根据权利要求1所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S2的具体算法如下：
6.根据权利要求1所述的基于
7.根据权利要求6所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S31中，对于正边形，其扇区夹角为：
8.根据权利要求7所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S4中，将底面点云数据集P底(xi,yi,zi),i＝1,2,…,k，采用中值滤波方式剔除异常点，再求解点云数据集Z坐标值的平均值：
9.根据权利要求8所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据计算得到的LNG薄膜罐底Z坐标值和LNG薄膜罐顶Z坐标值，确定LNG薄膜罐横向褶皱所在位置的Z坐标：，将LNG薄膜罐若干层，计每层高度为，从下至上依次计算各层，其表示式为：
...【技术特征摘要】
1.基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，具体流程包括：
2.根据权利要求1所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤s1的具体计算步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤s12中，选取壁面中段数据按z坐标截取一段500mm点云，根据壁面点云数据集p壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m1，计算中段位置z坐标值：，取z1-250＜m1＜z1+250的点云数据集；最小二乘拟合正五十六边形的内切圆算法：
4.根据权利要求2所述的基于几何特征建模的薄膜型液化天然气储罐容量测量方法，其特征在于，所述步骤s14中，在罐壁点云数据集p壁(xi,yi,zi),i＝1,2,…,m0，截取若干个点云数据集pn(xi,yi,zi)，使各个点云数据集满足z坐标和，。
5.根据权利要求1所述的基于几何特征建模的薄膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴泽南，辛华，施浩磊，陈贤雷，许惠中，沈正千，陈俊学，王科伟，陆叶，
申请(专利权)人：舟山市质量技术监督检测研究院，
类型：发明
国别省市：
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