【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及斗輪機取料，特別是涉及一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法和裝置。
技術介紹
1、當前，斗輪取料機作為散料裝卸作業中的關鍵設備，其取料效率與精準度直接影響到整體生產流程的順暢與經濟效益。然而，現行的取料方式主要依賴于懸臂皮帶秤的實時反饋數據，通過監測并調節斗輪取料機的回轉速度來控制取料噸位，這一方法雖然在一定程度上實現了自動化操作，但在實際應用中暴露出了顯著的局限性。
2、首先，當斗輪取料機以恒定速度回轉進行取料作業時，僅依賴懸臂皮帶秤的反饋調節，往往難以確保取料的均勻性。由于料堆密度、形狀及表面摩擦系數等因素的變化，導致實際取料量與預期存在偏差，進而出現局部取料過量或不足的情況，影響了后續工序的處理效率和產品質量。其次，該方法在提升取料效率方面顯得力不從心。由于無法根據料堆的實際狀況靈活調整取料策略，如速度、角度或深度的動態優化，使得取料過程相對僵化，無法最大化利用斗輪機的作業能力，從而限制了整體生產效率的提升。因此，現有的斗輪取料機存在取料不均勻、取料效率低以及自動化水平較低的問題。
3、鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本
亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是現有的斗輪取料機存在取料不均勻、取料效率低以及自動化水平較低的問題。
2、本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，包括：
4、獲取第
5、獲取第一激光雷達所識別的鏟斗內物料的第一點云數據，依據所述第一點云數據和所述取料狀態計算所述鏟斗內物料的體積v1；
6、依據所述體積v1和物料密度ρ實時計算所述鏟斗內物料的質量m，以根據多個所述質量m計算取料的總質量m；
7、根據所述總質量m控制斗輪的工作狀態。
8、優選的，所述依據所述第一距離l1判斷鏟斗的取料狀態包括：
9、當所述第一距離l1小于等于第一預設值時，綜合服務器判定所述斗輪處于不均勻取料狀態；
10、當所述第一距離l1大于所述第一預設值時，所述綜合服務器判定所述鏟斗處于均勻取料狀態。
11、優選的，所述依據所述第一點云數據和所述取料狀態計算所述鏟斗內物料的體積v1，具體包括：
12、當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料不均勻狀態時，控制所述第一激光雷達持續向所述鏟斗發射激光信號，以根據鏟斗內物料的第一點云數據計算所述物料的體積v1；
13、當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，將前預設次數計算得到的體積平均值作為鏟斗內物料的體積v1。
14、優選的，所述根據鏟斗內物料的第一點云數據計算所述物料的體積v1，具體包括：
15、獲取第一激光雷達所識別的鏟斗內物料的第一點云數據；
16、獲取所述鏟斗的三維模型；
17、結合所述三維模型和所述第一點云數據，計算所述鏟斗內物料的體積v1。
18、優選的，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，將前預設次數計算得到的體積平均值作為鏟斗內物料的體積v1，具體包括：
19、當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，判斷每個鏟斗是否處于滿斗狀態，如果不處于滿斗狀態，則控制所述斗輪下降預設距離，使得在取料均勻狀態，每個鏟斗均處于滿斗狀態；
20、如果處于滿斗狀態，則將前預設次數計算得到的體積平均值作為鏟斗內物料的體積v1。
21、優選的，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，判斷每個鏟斗是否處于滿斗狀態，如果不處于滿斗狀態，則控制所述斗輪下降預設距離，使得在取料均勻狀態，每個鏟斗均處于滿斗狀態包括：
22、若綜合服務器計算得到的所述前預設次數內，每個鏟斗的物料的體積與所述鏟斗的容積差值大于第二預設值，所述綜合服務器獲取所述第二激光雷達所識別的第二點云數據，以計算當前料堆的高度h；
23、若所述綜合服務器判定所述高度h允許斗輪下降預設距離，所述綜合服務器控制所述斗輪下降所述預設距離，再次取料第一預設次數后，若所述綜合服務器判定所述鏟斗處于均勻取料狀態，所述第一激光雷達休眠。
24、優選的，所述根據所述總質量m控制斗輪的工作狀態，具體包括：
25、當所述物料總質量m與預設取料噸位相符合時，控制所述斗輪抬起，以停止向傳動帶輸送物料。
26、優選的，獲取所述第一點云數據和所述第二點云數據，具體包括對所述第一點云數據和所述第二點云數據進行去噪和配準預處理；
27、其中，點云去噪包括，對初始點云數據采用稀疏離群點移除方法進行去噪，該方法計算每個點到其所有臨近點的平均距離，假設得到的結果是一個高斯分布，平均距離在標準范圍之外的點，被定義為離群點并從數據集中去除掉；
28、其中，點云配準包括，對相鄰兩期所述點云數據采用icp算法，icp算法通過找到兩組點云集合中距離最近的點對，根據估計的變換關系來計算距離最近點對經過變換之后的誤差，不斷的迭代直至使得設定的目標函數達到最小值，得到最優平移矩陣和旋轉矩陣，以確定最終的變換關系；
29、最終將待配準的點云與參考點云的數據對進行一一對應，即完成兩期點云數據配準。
30、第二方面，本專利技術提供一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料的裝置，適用于第一方面所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料，包括：斗輪1、第一激光雷達21和第二激光雷達31，所述第一激光雷達21固定于所述斗輪1上，所述第二激光雷達31設置于料堆上方；
31、所述斗輪1包括斗輪體10、多個鏟斗11和擋板12，多個鏟斗11設置在所述斗輪體10的外表面；所述擋板12與所述斗輪體10的預設弧長的內表面滑動設置，以封堵向上轉動的所述鏟斗11的出料口；
32、所述第一激光雷達21固定于所述擋板12上，所述第一激光雷達21的探測面朝向，具有向上運動趨勢且靠近斗輪體10最低點的鏟斗11，以探測鏟斗11內物料的體積。
33、優選的，所述第二激光雷達31設置于料倉6的頂部；或，所述第二激光雷達31搭載于無人機7上，用于對料堆進行點云識別。
34、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：第一方面，通過第二激光雷達的點云數據識別斗輪與料堆之間的第一距離l1，實現對取料狀態的實時監測與精準分析，通過第一激光雷達所采集的點云數據以及取料狀態確定鏟斗內物料的體積v1，保證取料的準確性，第一激光雷達、第二激光雷達以及斗輪之間形成了反饋控制，提高斗輪取料機的自動化水平。
35、在優選方案中，根據第一激光雷達所識別的鏟斗內物料的體積判斷斗輪機的取料情況，若在第一預設次數內鏟斗內容納的物料體積持續過小(鏟斗處于非滿斗狀態)，且第二激光雷達識別到的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述依據所述第一距離L1判斷鏟斗的取料狀態包括：
3.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述依據所述第一點云數據和所述取料狀態計算所述鏟斗內物料的體積V1，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述根據鏟斗內物料的第一點云數據計算所述物料的體積V1，具體包括：
5.根據權利要求3所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，將前預設次數計算得到的體積平均值作為鏟斗內物料的體積V1，具體包括：
6.根據權利要求5所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，判斷每個鏟斗是否處于滿斗狀態，如果不處于滿斗狀態，則控制所述斗輪下降預設距離，使得
7.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述根據所述總質量M控制斗輪的工作狀態，具體包括：
8.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，獲取所述第一點云數據和所述第二點云數據，具體包括對所述第一點云數據和所述第二點云數據進行去噪和配準預處理；
9.一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料的裝置，適用于權利要求1-8任一項所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，包括：斗輪(1)、第一激光雷達(21)和第二激光雷達(31)，所述第一激光雷達(21)固定于所述斗輪(1)上，所述第二激光雷達(31)設置于料堆上方；
10.根據權利要求9所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料的裝置，其特征在于，所述第二激光雷達(31)設置于料倉(6)的頂部；或，所述第二激光雷達(31)搭載于無人機(7)上，用于對料堆進行點云識別。
...【技術特征摘要】
1.一種基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述依據所述第一距離l1判斷鏟斗的取料狀態包括：
3.根據權利要求1所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述依據所述第一點云數據和所述取料狀態計算所述鏟斗內物料的體積v1，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述根據鏟斗內物料的第一點云數據計算所述物料的體積v1，具體包括：
5.根據權利要求3所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，將前預設次數計算得到的體積平均值作為鏟斗內物料的體積v1，具體包括：
6.根據權利要求5所述的基于激光雷達的混合控制盤煤取料機自動取料方法，其特征在于，所述當斗輪取料機的鏟斗相互之間處于取料均勻狀態時，判斷每個鏟斗是否處于滿斗狀態，如果不處于滿斗狀態...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李亞鋒，張石，袁志林，
申請(專利權)人：深圳煜煒光學科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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