移动破碎线是集输送、破碎、筛分等生产流程于一体的物料加工设备,广泛应用于矿山、水泥、砂石生产等行业中。在破碎过程中,破碎机物料高度的调节是影响破碎线生产效率的关键因素,料位过低会降低破碎线的工作效率,料位过高易产生设备磨损、堵转等安全隐患,而移动破碎线的料位检测大多还停留在人工检测的阶段,检测规范性差、误检率高、响应速度慢、稳定性和可靠性较差。此外,为了控制移动破碎线的物料产量,需要对产出物料进行高精度计量,目前采用的运输车过磅来间接获取成品料质量,测量误差较大,测量结果滞后。为实现对破碎机料位与破碎线物料产量的实时检测,解决移动破碎线连续运行时破碎效率低、存在安全隐患、产量控制困难等问题,本文引入了基于激光扫描的检测方法,该方法采用激光雷达采集破碎机料位与输送带运料的点云,计算破碎机料位与输送带运料体积。本文的主要研究工作如下:（1）设计了料位检测与运料体积检测系统的总体方案。根据移动破碎线运行时的工况条件与检测系统需求,分别设计了料位检测系统与运料体积检测系统的方案:采用三维激光雷达对破碎机料位表面检测,提取出物料部分点云,并根据物料点云的分布形式判断料位;采用三维激光雷达连续测量输送带运料表面点云,对运料点云连续拼接,形成连续的运料点云,点云体积即为运料体积。在设计方案的基础上,完成了相关硬件的选型。（2）研究了料位及运料点云数据的处理方法。通过模拟实际工况采集了料位点云和运料点云,根据点云数据的分布情况与检测需求分别设计了处理方案,并对原始点云进行了感兴趣区域截取、下采样和去噪等预处理。对于料位点云,采用圆柱面分割、欧式聚类的方式提取出物料点云,通过分析点云均值、最值等参数判断物料堆积形态并计算料位;对于运料点云,采用SAC-IA粗配准+ICP精配准进行连续拼接,根据拼接后的点云长度截取计算,采用积分法与标定的输送带点云作差计算运料的体积。（3）研究了粉尘环境下点云数据的优化方法。根据对粉尘环境下影响激光雷达测量误差的因素的分析,采集了粉尘环境下激光雷达的测量数据,拟合了环境粉尘浓度、激光雷达至物料距离、激光雷达测量值之间的对应关系式,并对粉尘环境下激光雷达的测量点云进行了优化处理,表明适用于输送带运料检测工况下的测量点云处理。针对破碎机料位检测工况下的测量点云处理效果差的问题,测试了超声波测距仪在粉尘环境下的测量性能,并根据测距结果与粉尘环境下激光雷达测量料位结合进行卡尔曼数据融合,减小了破碎机料位测量的误差。（4）开展了料位与运料体积检测实验。分别设计了检测系统运行流程并进行了实验验证与结果误差分析:对于料位检测系统,设计了料位检测实验装置,实验采用激光雷达、超声波测距仪、粉尘浓度测量仪采集数据并处理计算获得料位,分析了影响系统测量的因素并提出了解决方案;对于运料体积检测系统,设计了对应的实验装置,采用激光雷达连续采集运料点云,通过拼接形成连续的运料点云,再分段截取进行体积计算,对比实验结果,分析了导致测量误差的原因,并提出了解决方案。该论文有图90幅,表11个,参考文献86篇。