基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統技術方案

技術編號：41699175 閱讀：25 留言：0更新日期：2024-06-19 12:33

本發明專利技術屬于糧食扦樣技術領域，具體公開了基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，包括信息采集模塊、信息處理模塊、定位模塊，扦樣執行模塊、數據處理模塊；所述信息采集模塊，即待糧車進入待扦樣區域后，通過激光掃描儀掃描獲得糧車點云數據，進而獲得所述糧車各部分的點云數據及糧車坐標系，計算得到糧車各部分的尺寸；所述信息處理模塊，即對點云數據進行分割；所述定位模塊，即確定當前多桿扦樣機的各個扦樣桿的X坐標、Y坐標以及Z坐標；所述扦樣執行模塊，即通過當前選取的扦樣點位的X坐標值、Y坐標值以及Z坐標值的扦樣指令進行扦樣；所述數據處理模塊，即記錄扦樣基本信息，并上傳至云端服務器。

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【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及糧食扦樣，具體為基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統。

技術介紹

1、糧食扦樣機是一種抽查糧堆糧食品質常用的取樣設備，其關鍵技術在于通過傳動機構實現扦樣管在糧堆上方可移動至不同位置，以及實現扦樣管的上下運動以完成扦樣管對糧堆各層糧食的取樣工作。

2、一般糧食在入庫前，是需要對糧車中的糧食進行扦樣，這時便需要使用扦樣機對糧車中的糧食進行取樣，工作人員通過將糧車行駛至扦樣機下方，然后才可啟動扦樣機對糧車中的糧食進行扦樣作業。但現有的扦樣機需要進行多次扦樣，整個過程是非常繁瑣的，因此部分人們便會選用多桿扦樣機，通過一次性進行多處扦樣，提高工作效率。

3、但是現有的糧食扦樣作業一般都是通過人工控制扦樣機的位置來實現扦樣。為了解放生產力，部分人們會想到采用雙目視覺一以及圖像分割技術來獲取扦樣點，如公告號為cn115035193a的專利技術專利，具體公開了一種基于雙目視覺與圖像分割技術的散裝糧隨機扦樣方法。但是機器視覺在運用于定位時，極其依賴外部成像，在外部光線較差，或者是陰雨天氣下時，成像單元不能獲取高清晰度的成像，這就導致成像視覺的定位準確度就會難以達到預期

技術實現思路

1、本專利技術的目的在于提供基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，以解決上述
技術介紹
中所提出的問題。

2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，包括信息采集模塊、信息處理模塊、定位模塊，扦樣執行模塊、數據處理模塊；</p>

3、所述信息采集模塊，即待糧車進入待扦樣區域后，通過激光掃描儀掃描獲得糧車點云數據，進而獲得所述糧車各部分的點云數據及糧車坐標系，計算得到糧車各部分的尺寸；

4、所述信息處理模塊，即對點云數據進行分割，得到只含有糧車車廂的點云數據，獲取糧車車廂長寬高的點云數據；

5、所述定位模塊，即通過糧車車廂長寬高的點云數據，確定當前多桿扦樣機的各個扦樣桿的x坐標、y坐標以及z坐標；

6、所述扦樣執行模塊，即通過控制器plc發送攜帶有當前選取的扦樣點位的x坐標值、y坐標值以及z坐標值的扦樣指令進行扦樣；

7、所述數據處理模塊，即扦樣執行模塊開始執行扦樣作業時，記錄扦樣基本信息，并上傳至云端服務器。

8、優選的，所述糧車進入待扦樣區域后，對所述糧車進行三維點云數據掃描，并通過激光掃描儀位姿關系，將每個激光掃描測量儀所獲得的糧車點云掃描數據統一，以完成糧車三維點云數據的融合，得到所述糧車點云數據。

9、優選的，所述各個激光掃描測量儀從不同的位置與角度對所述糧車進行掃描，以獲得糧車完整的三維點云數據，并對所述糧車的三維點云數據進行擬合，得到糧車在扦樣區域坐標系下的位置。

10、優選的，對所述糧車點云數據進行點云分割，獲得車廂表面、車頭表面的點云數據，并以所述車廂表面為基準面，車頭與所述車廂表面交線為原點，構建糧車坐標系，并將糧車點云數據轉換到所述糧車坐標系中。

11、優選的，通過所述糧車坐標系，對糧車點云數據進行輪廓提取，獲得有用的數據，該有用的數據為糧車車廂的長寬高。

12、優選的，基于糧車車廂的長寬高，自動生成該糧車最優的扦樣點位坐標系，根據糧車車廂的長度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的x坐標值；根據所述車廂寬度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的y坐標值；根據車廂的高度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的z坐標值。

13、優選的，向相應的可編程邏輯所述控制器plc發送攜帶有當前選取的扦樣點位的x坐標值、y坐標值以及z坐標值的扦樣指令，以使plc控制扦樣機的各個扦樣桿按照當前選取的扦樣點位的x坐標值、y坐標值以及z坐標值進行扦樣。

14、優選的，記錄所述扦樣基本信息具體包括扦樣開始時間、扦樣結束時間、扦樣位置、扦樣樣品種類、扦樣樣品狀態、扦樣重量的數據，并扦樣基本信息上傳至云端服務器進行存儲和分析處理。

15、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：

16、本專利技術在糧車進入扦樣區域內后，先通過激光掃描儀測定出扦樣區域內的糧車，確定糧車的位置后，對糧車點云數據進行點云分割，獲取糧車車廂的長寬高，并基于糧車車廂的長寬高，自動生成該糧車最優的扦樣點位坐標系，最后通過多桿扦樣機對其進行扦樣作業。通過激光掃描儀獲取糧車最優的扦樣點位坐標系，可以有效的避免扦樣機過于依賴外部成像設備，并且可視化程度更高，定位精確。

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【技術保護點】

1.基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：包括信息采集模塊、信息處理模塊、定位模塊，扦樣執行模塊、數據處理模塊；

2.根據權利要求1所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：所述糧車進入待扦樣區域后，對所述糧車進行三維點云數據掃描，并通過激光掃描儀位姿關系，將每個激光掃描測量儀所獲得的糧車點云掃描數據統一，以完成糧車三維點云數據的融合，得到所述糧車點云數據。

3.根據權利要求2所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：各個所述激光掃描測量儀從不同的位置與角度對所述糧車進行掃描，以獲得糧車完整的三維點云數據，并對所述糧車的三維點云數據進行擬合，得到糧車在扦樣區域坐標系下的位置。

4.根據權利要求1所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：對所述糧車點云數據進行點云分割，獲得車廂表面、車頭表面的點云數據，并以所述車廂表面為基準面，車頭與所述車廂表面交線為原點，構建糧車坐標系，并將糧車點云數據轉換到所述糧車坐標系中。

5.根據權利要求4所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分

6.根據權利要求5所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：基于所述糧車車廂的長寬高，自動生成該糧車最優的扦樣點位坐標系，根據糧車車廂的長度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的X坐標值；根據所述車廂寬度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的Y坐標值；根據車廂的高度，生成扦樣機的各個扦樣桿選取的扦樣點位的Z坐標值。

7.根據權利要求1所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：向可編程邏輯的所述控制器PLC發送攜帶有當前選取的扦樣點位的X坐標值、Y坐標值以及Z坐標值的扦樣指令，以使PLC控制扦樣機的各個扦樣桿按照當前選取的扦樣點位的X坐標值、Y坐標值以及Z坐標值進行扦樣。

8.根據權利要求1所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：記錄所述扦樣基本信息具體包括扦樣開始時間、扦樣結束時間、扦樣位置、扦樣樣品種類、扦樣樣品狀態、扦樣重量的數據，并扦樣基本信息上傳至云端服務器進行存儲和分析處理。

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【技術特征摘要】

1.基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統，其特征在于：包括信息采集模塊、信息處理模塊、定位模塊，扦樣執行模塊、數據處理模塊；

5.根據權利要求4所述的基于路徑最優的多桿扦樣任務分配與控制系統...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹靜，李楊飛，趙賓，王志卿，曹文凱，劉社會，許超，劉細齊，
申請(專利權)人：安徽聚力糧機科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：

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