1.3 测量路径规划(1) 建立测量坐标系。 仪器在设计时有自身的圆柱坐标系, 但不利于测量数据的后期处理, 所以应先在油罐中建立测量坐标系, 并确定探头在 Z 轴的移动范围。由操作人员估计油罐深度, 初步给出 H1、H2、H3、H4,要求在这四个高度处仪器不会和油罐的顶部及底部发生碰撞, 在第一个断层内以随机初始角度等角距扫描190°, 取次断层内最短向径所在坐标,记为(Rl,1,θl,1,H1),在第二个断层内 θl,1附近 (如±5°) 等间距扫描, 取次断层内最短向径所在坐标记为(Rm,2,θm,2,H2)。 在第三、四个断层内重复此过程, 所得坐标记为(Rq,3,θq,3,H3)和(Rv,4,θv,4, H4)。 取平均值 (θl,1+θm,2+θq,3+θv,4) /4 作为 X 轴的正方向, 回转中心为原点, 从上向下看顺时针 90°方向为 Y轴。 对上述三点用圆方程 (R-xa)2+(Zn-Za)2=b2最小二乘拟合, 计算出 za和 b, 以 za-b 处高度作为 Z 轴的初次原点, 在上述坐标系中 θ=0 处的纵截面, 采用高度步长控制算法,进行扫描,测量数据记为(R0,n,0,Zn),再用椭圆方程(R-xa)2a2+(Zn-za)2b2=1 最小二乘拟合重新计算出 za和b,以 za+b 处作为 Z 轴的原点,转轴向上为 Z 轴的正方向。(2) 高度步长控制。 为防止碰撞, 仪器在 Z 上的移动范围不超过 Z1=2b-Hb,ZN= Ht, Ht、 Hb分别为仪器探头距离油罐顶部和底部的安全距离。 对于高度步长采用正弦分布控制策略。 国标中规定油罐的纵界面是圆形, 当仪器在第 n 断层内扫描完毕后,到达下一个规划断层的移动量为 δZ∧n, 取 αn=ar-ccosZn-bb, 其 中 : α1=arccosb-Htb, αn=180° -arccosb-Hbb为已知。取 δαn=αN-α0N-1, 其中 N 为扫描规划层数 (由于定位误差的存在, 于实际扫描层数会不同), 则 δZ∧n=b+bcos(αn+δαn) -Zn (n=1,2,...N)。 直到 Zn+δZ∧n