【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及物料運輸，尤其涉及一種基于起重機的煤炭增減方法和系統。
技術介紹
1、在煤礦車輛運輸時常常會因為運輸煤炭物料重量不準確，不符合卡車國家核定上高速重量，而需要增減物料，使煤礦車輛滿足載重要求，不會產生超載和欠載情況?，F有的處理方法一般是由人工進行增減物料，保證物料重量合格，但是人工增減物料速度慢且耗時長，無法高效的進行物料增減操作。
技術實現思路
1、為了至少能夠部分地解決煤礦車輛上的物料增減效率低的問題，本專利技術提供一種基于起重機的煤炭增減方法和系統，通過擴展卡爾曼濾波算法得到煤礦車輛和煤礦車輛上物料的位姿狀態，并根據煤礦車輛和煤礦車輛上物料的位姿狀態構建占據柵格地圖，便于葫蘆抓斗門式起重機根據占據柵格地圖對物料進行增減。
2、為了實現上述目的，本專利技術的技術方案是：
3、本專利技術第一方面提出了一種基于起重機的煤炭增減方法，包括：
4、步驟一：測量煤礦車輛負載情況，通過激光雷達對煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿數據進行收集，便于后續得到煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態；
5、步驟二：根據擴展卡爾曼濾波算法對收集的位姿數據進行處理，得到煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態，便于后續構建占據柵格地圖；
6、步驟三：根據煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態構建占據柵格地圖，便于根據占據柵格地圖對物料進行增減；
7、步驟四：根據煤礦車輛負載情況和占據柵格地圖通過葫蘆抓斗門式起重機
8、進一步地，所述步驟二具體包括：
9、將煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿數據輸入到擴展卡爾曼濾波算法的模型中；
10、對擴展卡爾曼濾波算法的模型進行預測和更新，得到更新后的位姿狀態，用于表示煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態；
11、對更新后的位姿狀態反復進行預測和更新得到最終的位姿狀態，將最終的位姿狀態作為煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態，便于得到煤礦車輛和煤礦車輛上的物料精準的位姿狀態。
12、進一步地，所述擴展卡爾曼濾波算法的模型按以下公式表示：
13、
14、其中，為k時的位姿狀態，為非線性狀態函數，為k時的控制輸入，和分別為不同的零均值，為觀測向量，為觀測函數；
15、按照以下公式表示預測后位姿狀態和位姿狀態向量的協方差矩陣：
16、
17、
18、其中，為預測后k時的位姿狀態，為非線性狀態函數的泰勒展開，為預測后k時的位姿狀態向量的協方差矩陣，為更新后k時的位姿狀態向量的協方差矩陣，為非線性狀態函數的雅克比矩陣，為的轉置，q為噪聲協方差；
19、按照以下公式表示更新后位姿狀態和位姿狀態向量的協方差矩陣：
20、
21、
22、其中，為卡爾曼增益，為觀測函數的雅克比矩陣，為測量值協方差矩陣，為更新后k時的位姿狀態。
23、進一步地，所述步驟三具體包括：
24、根據葫蘆抓斗門式起重機下的煤礦車輛周圍的環境構建柵格地圖，用于初步構建占據柵格地圖；
25、根據煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態確定柵格地圖中柵格的狀態，用于確定柵格是否被占據；
26、根據柵格的狀態完成占據柵格地圖構建。
27、進一步地，所述柵格的狀態按以下公式表示：
28、
29、其中，為測量后柵格狀態，為測量前柵格狀態，為柵格空閑狀態的測量值的模型。
30、進一步地，步驟四具體包括：
31、根據煤礦車輛負載情況判斷煤礦車輛上的物料重量，用于判斷煤礦車輛上的物料重量是否合格；
32、若物料重量超載，則根據占據柵格地圖控制葫蘆抓斗門式起重機的主抓斗對煤礦車輛上的物料進行初步卸載，之后根據物料重量使用葫蘆抓斗門式起重機的定量抓斗對煤礦車輛上的物料進行二次處理，使煤礦車輛上的物料重量合格；
33、若物料重量欠載，則根據占據柵格地圖控制葫蘆抓斗門式起重機的主抓斗對煤礦車輛上的物料進行裝填，之后根據物料重量使用葫蘆抓斗門式起重機的定量抓斗對煤礦車輛上的物料進行二次處理，使煤礦車輛上的物料重量合格。
34、進一步地，所述之后根據物料重量使用葫蘆抓斗門式起重機的定量抓斗對煤礦車輛上的物料進行二次處理，具體包括：對煤礦車輛上的物料進行定量增減，并消除煤礦車輛上的物料駝峰，便于煤礦車輛運輸。
35、本專利技術第二方面提出了一種基于起重機的煤炭增減系統，包括：
36、收集模塊，用于測量煤礦車輛負載情況，通過激光雷達對煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿數據進行收集，便于后續得到煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態；
37、位姿模塊，用于根據擴展卡爾曼濾波算法對收集的位姿數據進行處理，得到煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態，便于后續構建占據柵格地圖；
38、占據柵格地圖模塊，用于根據煤礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態構建占據柵格地圖，便于根據占據柵格地圖對物料進行增減；
39、處理模塊，用于根據煤礦車輛負載情況和占據柵格地圖通過葫蘆抓斗門式起重機對煤礦車輛上的物料進行處理
40、本專利技術第三方面提出了一種終端設備，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上述第一方面所述的一種基于起重機的煤炭增減方法。
41、本專利技術第四方面提出了一種計算機可讀存儲介質，所述存儲介質包括存儲的計算機程序，其中，在所述計算機程序運行時控制所述存儲介質所在設備執行如上述第一方面所述的一種基于起重機的煤炭增減方法。
42、本專利技術的有益效果：
43、（1）本專利技術提出了一種基于起重機的煤炭增減方法可以控制葫蘆抓斗門式起重機的主抓斗和定量抓斗自動對煤礦車輛物料進行增減并對物料的駝峰進行消除，全程不需要人工操作節省了人力，提高了物料的增減效率。
44、（2）本專利技術通過擴展卡爾曼濾波算法通過激光雷達得到的位姿數據進行反復的預測和更新，直到得到最終的礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態，保證了定位的準確性，便于對物料進行處理。
45、（3）本專利技術首先對煤礦車輛周圍環境構建柵格地圖，之后根據通過擴展卡爾曼濾波算法得到的礦車輛和煤礦車輛上的物料駝峰的位姿狀態得到每個柵格的狀態，完成占據柵格地圖的構建，可以準確顯示煤礦車輛和煤礦車輛上的物料的狀態，便于葫蘆抓斗門式起重機通過主抓斗和定量抓斗對物料進行增減，以及消除物料駝峰。
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1.一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述擴展卡爾曼濾波算法的模型按以下公式表示：
4.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述柵格的狀態按以下公式表示：
6.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，步驟四具體包括：
7.根據權利要求6所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述之后根據物料重量使用葫蘆抓斗門式起重機的定量抓斗對煤礦車輛上的物料進行二次處理，具體包括：對煤礦車輛上的物料進行定量增減，并消除煤礦車輛上的物料駝峰。
8.一種基于起重機的煤炭增減系統，其特征在于，包括：
9.一種終端設備，其特征在于，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執行的
10.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述存儲介質包括存儲的計算機程序，其中，在所述計算機程序運行時控制所述存儲介質所在設備執行如權利要求1至7中任意一項所述的一種基于起重機的煤炭增減方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述步驟二具體包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述擴展卡爾曼濾波算法的模型按以下公式表示：
4.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，所述柵格的狀態按以下公式表示：
6.根據權利要求1所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征在于，步驟四具體包括：
7.根據權利要求6所述的一種基于起重機的煤炭增減方法，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈蒙，閔超，陳小靜，李俊博，陳波，崔雯雯，胡勇，
申請(專利權)人：新鄉學院，
類型：發明
國別省市：
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