【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及斗輪取料機(jī)取料，特別是涉及一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法和裝置。
技術(shù)介紹
1、當(dāng)前，斗輪取料機(jī)作為散料裝卸作業(yè)中的關(guān)鍵設(shè)備，其取料效率與精準(zhǔn)度直接影響到整體生產(chǎn)流程的順暢與經(jīng)濟(jì)效益。然而，現(xiàn)行的取料方式主要依賴于懸臂皮帶秤的實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測并調(diào)節(jié)斗輪取料機(jī)的回轉(zhuǎn)速度來控制取料噸位，這一方法雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，但在實(shí)際應(yīng)用中暴露出了顯著的局限性。
2、首先，當(dāng)斗輪取料機(jī)以恒定速度回轉(zhuǎn)進(jìn)行取料作業(yè)時(shí)，僅依賴懸臂皮帶秤的反饋調(diào)節(jié)，由于料堆密度、形狀及表面摩擦系數(shù)等因素的變化，導(dǎo)致實(shí)際取料量與預(yù)期存在偏差，影響了后續(xù)工序的處理效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，現(xiàn)有的斗輪取料機(jī)存在實(shí)時(shí)計(jì)算取料量的自動(dòng)化水平較低的問題。
3、鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷是本
亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的斗輪取料機(jī)存在實(shí)時(shí)計(jì)算取料量的自動(dòng)化水平較低的問題。
2、本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，包括：
4、獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積v；
5、依據(jù)所述體積v和物料密度ρ實(shí)時(shí)計(jì)算鏟斗內(nèi)物料的質(zhì)量m；
6、依據(jù)每次采集的質(zhì)量m，計(jì)算物料總質(zhì)量m，以根據(jù)物料總質(zhì)量m控制斗輪的工作狀態(tài)。
7、優(yōu)選的，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)
8、當(dāng)斗輪取料機(jī)的鏟斗相互之間處于取料不均勻階段時(shí)，控制所述第一激光雷達(dá)持續(xù)向所述鏟斗發(fā)射激光信號，以持續(xù)根據(jù)鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積v；
9、當(dāng)斗輪取料機(jī)的鏟斗相互之間處于取料均勻階段時(shí)，將前預(yù)設(shè)次數(shù)所計(jì)算得到體積平均值作為鏟斗內(nèi)物料的體積v，并控制所述第一激光雷達(dá)持續(xù)向所述鏟斗發(fā)射激光信號，以獲取鏟斗內(nèi)物料邊緣距離鏟斗邊沿的距離l，進(jìn)而根據(jù)所述距離l判斷所述斗輪取料機(jī)是否重新處于取料不均勻階段。
10、優(yōu)選的，所述方法還包括：
11、當(dāng)綜合服務(wù)器連續(xù)計(jì)算的所述體積v之間的差值不在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，所述綜合服務(wù)器判定斗輪取料機(jī)的斗輪相互之間處于取料不均勻階段；
12、當(dāng)所述綜合服務(wù)器連續(xù)計(jì)算第一預(yù)設(shè)次數(shù)的體積v之間的差值均在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，所述綜合服務(wù)器判定所述斗輪取料機(jī)的斗輪相互之間處于取料均勻階段。
13、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述距離l判斷所述斗輪取料機(jī)是否重新處于取料不均勻階段包括：
14、若距離l在預(yù)設(shè)差值范圍內(nèi)，則斗輪取料機(jī)仍處于取料均勻階段；若所述距離l超出所述預(yù)設(shè)差值范圍時(shí)，所述斗輪取料機(jī)重新進(jìn)入取料不均勻階段。
15、優(yōu)選的，所述距離l的識別方法具體包括：
16、所述第一激光雷達(dá)對所述鏟斗內(nèi)物料的邊緣進(jìn)行點(diǎn)云生成，識別物料邊緣距離鏟斗邊沿的距離l。
17、優(yōu)選的，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積v，具體包括：
18、獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
19、獲取所述鏟斗的三維模型；
20、結(jié)合所述三維模型和所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)，計(jì)算所述鏟斗內(nèi)物料的體積v。
21、優(yōu)選的，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體包括對所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和配準(zhǔn)預(yù)處理；
22、其中，點(diǎn)云去噪包括，對初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用稀疏離群點(diǎn)移除方法進(jìn)行去噪，該方法計(jì)算每個(gè)點(diǎn)到其所有臨近點(diǎn)的平均距離，假設(shè)得到的結(jié)果是一個(gè)高斯分布，平均距離在標(biāo)準(zhǔn)范圍之外的點(diǎn)，被定義為離群點(diǎn)并從數(shù)據(jù)集中去除掉；
23、其中，點(diǎn)云配準(zhǔn)包括，對相鄰兩期所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用迭代最近點(diǎn)自動(dòng)配準(zhǔn)算法，icp算法通過找到兩組點(diǎn)云集合中距離最近的點(diǎn)對，根據(jù)估計(jì)的變換關(guān)系來計(jì)算距離最近點(diǎn)對經(jīng)過變換之后的誤差，不斷的迭代直至使得設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值，得到最優(yōu)平移矩陣和旋轉(zhuǎn)矩陣，以確定最終的變換關(guān)系；
24、最終將待配準(zhǔn)的點(diǎn)云與參考點(diǎn)云的數(shù)據(jù)對進(jìn)行一一對應(yīng)，即完成兩期點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。
25、優(yōu)選的，所述依據(jù)每次采集的質(zhì)量m，計(jì)算物料總質(zhì)量m，以根據(jù)物料總質(zhì)量m控制斗輪的工作狀態(tài)，具體包括：
26、將每次采集的鏟斗內(nèi)物料的質(zhì)量m累加，得到物料總質(zhì)量m；
27、當(dāng)所述物料總質(zhì)量m與預(yù)設(shè)取料噸位相符合時(shí)，控制所述斗輪抬起，以停止向傳動(dòng)帶輸送物料。
28、第二方面，本專利技術(shù)提供一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料裝置，適用于第一方面所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，包括：斗輪1和第一激光雷達(dá)21，所述第一激光雷達(dá)21固定于所述斗輪1上；
29、所述斗輪1包括斗輪體10、多個(gè)鏟斗11和擋板12，多個(gè)鏟斗11設(shè)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(yù)設(shè)弧長的內(nèi)表面滑動(dòng)設(shè)置，以封堵向上轉(zhuǎn)動(dòng)的所述鏟斗11的出料口；所述第一激光雷達(dá)21的探測面朝向，具有向上運(yùn)動(dòng)趨勢且靠近斗輪體10最低點(diǎn)的鏟斗11，以探測鏟斗11內(nèi)物料的體積。
30、優(yōu)選的，所述斗輪體10包括兩個(gè)相對設(shè)置的圓環(huán)架101，兩個(gè)所述圓環(huán)架101之間設(shè)置有多個(gè)橫梁102，以分割出多個(gè)安裝槽位100，所述鏟斗11安裝于所述安裝槽位100上，所述鏟斗11的尾部與所述橫梁102固定連接，所述鏟斗11的兩側(cè)分別與所述圓環(huán)架101固定連接；
31、所述第一激光雷達(dá)21朝向靠近斗輪體10最下端的安裝槽位100設(shè)置。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于：通過第一激光雷達(dá)持續(xù)識別鏟斗內(nèi)的物料的體積v，綜合服務(wù)器根據(jù)體積v和物料密度ρ計(jì)算鏟斗每次采集的質(zhì)量m，將多個(gè)質(zhì)量m相加，得到采集的物料總質(zhì)量m，綜合服務(wù)器依據(jù)預(yù)設(shè)的取料噸數(shù)和物料總質(zhì)量m，控制斗輪是否繼續(xù)取料；本專利技術(shù)采用第一激光雷達(dá)21用以點(diǎn)云識別，處理器結(jié)合點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和控制取料質(zhì)量，相較于現(xiàn)有的采用懸臂皮帶秤進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算，本專利技術(shù)所采用的計(jì)算和反饋控制方案更加自動(dòng)化，對取料質(zhì)量的誤差控制也更加精準(zhǔn)。
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1.一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積V，具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述根據(jù)所述距離L判斷所述斗輪取料機(jī)是否重新處于取料不均勻階段包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述距離L的識別方法具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積V，具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體包括對所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪和配準(zhǔn)預(yù)處理；
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一
9.一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料裝置，適用于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，包括：斗輪(1)和第一激光雷達(dá)(21)，所述第一激光雷達(dá)(21)固定于所述斗輪(1)上；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料裝置，其特征在于，所述斗輪體(10)包括兩個(gè)相對設(shè)置的圓環(huán)架(101)，兩個(gè)所述圓環(huán)架(101)之間設(shè)置有多個(gè)橫梁(102)，以分割出多個(gè)安裝槽位(100)，所述鏟斗(11)安裝于所述安裝槽位(100)上，所述鏟斗(11)的尾部與所述橫梁(102)固定連接，所述鏟斗(11)的兩側(cè)分別與所述圓環(huán)架(101)固定連接；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積v，具體包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述根據(jù)所述距離l判斷所述斗輪取料機(jī)是否重新處于取料不均勻階段包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述距離l的識別方法具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第一激光雷達(dá)所識別的鏟斗內(nèi)物料的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算所述物料的體積v，具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于激光雷達(dá)的斗輪自動(dòng)取料方法，其特征在于，所述獲取第...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李亞鋒，張石，袁志林，
申請(專利權(quán))人：深圳煜煒光學(xué)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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