大中型散料堆的体积测量是堆场管理工作的重要内容,准确获取当前堆场的散料储量是国家和企业进行战略储备规划和生产计划安排的关键。针对现有散料堆体积测量系统盘点效率低、对安装平台依赖性强、测量不准确等问题,以实际应用为研究目的,提出了一种便携式大中型散料堆体积快速测量方法,使之能够更好的解决散料堆体积测量的问题。对国家进行资源战略规划、能源结构转型具有重要意义,对企业进行生产安排、成本核算和效益评估提供了技术支持。本文的研究内容主要解决了便携式快速测量方法的关键技术。具体研究内容如下:详细研究了便携式快速测量方法的理论模型,从理论上论证了该方法的可行性,分析了各误差因素对测量结果的影响。根据测量原理,研制了手提测量系统。在测量人员手提行走过程中,激光扫描仪实时获取堆体表面的断面数据,姿态测量系统实时测量系统的姿态数据,定位系统实时测量系统的轨迹数据,将测量的各个数据进行融合处理形成被测堆体表面的空间点云模型;然后利用投影剖分体积算法,获得被测堆体的体积。利用该方法可快速、准确的测量大中型散料堆的体积。针对目前姿态测量仪在手提行走条件下测量系统俯仰角精度低的难点,提出一种利用激光扫描仪数据解算俯仰角的方法。该方法利用测量过程中激光扫描仪测量的地面数据,对其进行数据解算即可获得测量系统的俯仰角,从而解决了目前姿态测量仪在手提行走条件下测量精度低的难题。实验验证了与目前姿态测量仪比较,该方法在手提行走条件下能更准确的测量手提系统的俯仰角。针对电子罗盘由于受到外界磁场干扰而无法准确测量的缺点,采用了双天线航向角测量方法。针对测量过程中容易出现的航向角丢失情况,利用轨迹数据拟合航向角;针对GNSS在测量过程中出现的轨迹断裂情况,提出了一种轨迹修正方法,提高了测量系统的准确性和可靠性。提出了一种堆体下边缘检测算法。该算法针对激光扫描仪测量得到轮廓截面数据,将地面测量点和堆体测量点分别进行直线拟合,求其交点作为堆体的下边缘点。将高度阈值和双边滤波算法融合应用于堆体点云去噪,利用高度阈值算法去除堆体点云中的大尺度杂点,利用双边滤波算法,去除堆体表面的小尺度噪声。经过上述算法处理可去除测量过程中噪声点对堆体体积测量精度造成的影响。在黄骅港、秦皇岛港和天津港的堆场测量实验结果表明,利用本文所提出的手提测量方法可快速、准确的测量大中型散料堆的体积。黄骅港、天津港已利用本文研制的手提测量系统完成2015、2016全年的堆场盘点工作,取得了良好的实际应用效果。