随着中国智能制造2025的推进,堆取料机作业无人化成为必然趋势,防碰感知作为实现无人化的关键尤为重要。本文围绕堆取料机防碰检测系统传感器标定、障碍物轮廓检测以及障碍物距离检测展开研究,并基于现场实验数据进行实验和分析。首先,对毫米波雷达标定数学模型和标定原理进行了详细描述。根据堆取料机作业系统硬件布局以及毫米波雷达扫描方式的特点简化标定参数,形成标定数学模型,以此为基础对基于坝基边缘直线特征的毫米波雷达外部标定方法原理进行详细的推演和描述,得到标定参数计算公式。然后,使用遗传算法对计算得到的多组标定参数进行全局优化,提高标定精度。其次,针对毫米波雷达扫描数据稀疏、散乱、噪点较多的特点提出了一种改进的直线检测算法,提高了坝基边缘直线检测的精度。通过随机霍夫变换直线检测算法检测到直线的大致位置,接着收集直线附近的点使用改进的pLS-DR（双点移除p-最小二乘法）进行拟合。其中改进的pLS-DR在传统算法的基础上引入角度阈值进行判断、搜索直线拟合点,提高了所搜集共线点的比例,有效克服毫米波雷达远近数据量不一致对直线拟合的影响,提高直线拟合精度。再次,提出了一种基于曲率结合图像处理的障碍物轮廓检测算法。通过点云畸变矫正、直通滤波、统计滤波、点云聚类等点云处理操作降低点云数据的噪点。随后根据高斯网格映射法将点云映射为图片,通过计算图片像素曲率将平均曲率值较大的像素点筛选为轮廓候选点,结合闭运算、连接、高斯平滑、细化、连通域检测等图像处理操作实现轮廓线的连接、平滑、细化并去除干扰,最终得到平滑度较高,连续度较好的障碍物轮廓。最后,划分检测系统的视野为多个区域,在不同分区中进行障碍物距离检测及滤波处理。提出了一种中值滤波与限幅滤波的配合机制用于识别由于障碍物消失或出现造成的距离跳变,联合卡尔曼滤波算法对距离波形进行滤波。经过实验分析以及与其他方法对比,证明了本文提出的标定算法、直线检测算法、轮廓检测算法以及滤波算法的可行性,结果表明研究的防碰检测系统算法能够满足工业现场需求。