[發(fā)明專利]一種在小顆粒物質(zhì)堆場(chǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)字化信息場(chǎng)的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710039798.0
• 申請(qǐng)日: 2007-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN101290216A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高幼年;沈文忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高幼年;沈文忠
• 主分類號(hào): G01B11/03
• 分類號(hào): G01B11/03;G01B21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種能在小顆粒物質(zhì)的堆場(chǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)庫存量盤點(diǎn)以及堆場(chǎng)模型虛擬重建的 方法，屬于虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一個(gè)中型的堆場(chǎng)，往往堆有幾萬噸～幾十萬噸的小顆粒物質(zhì)，如火力發(fā)電廠的煤場(chǎng)。為了 保證發(fā)電機(jī)組在臺(tái)風(fēng)等特殊的氣候環(huán)境下，仍有燃料供應(yīng)發(fā)電，在煤場(chǎng)貯備著幾十萬噸的煤； 煤場(chǎng)每天都有煤被輸送到鍋爐燃燒，又陸續(xù)地有煤送進(jìn)煤場(chǎng)，因此煤場(chǎng)存有多少噸煤往往是 個(gè)未知數(shù)，無人知道一個(gè)比較準(zhǔn)確的數(shù)字。應(yīng)運(yùn)而生的是各種盤煤裝置，有用激光的，也有 用超聲波的，它們基本上都是應(yīng)用測(cè)距的原理，采用不同的方法，建立一個(gè)煤堆的三維模型， 然后推算出煤堆的體積，折算成重量。因?yàn)槊簣?chǎng)的煤堆有新堆的，有部分被取過煤的，形狀 五花八門，應(yīng)用測(cè)距原理要準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的建立與現(xiàn)場(chǎng)相似的煤堆模型是很困難的；事實(shí)上要 準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的測(cè)量一個(gè)存放有幾萬噸煤的無規(guī)律煤堆的體積，還沒有一個(gè)好方法。目前這些 盤煤裝置，都是測(cè)量靜態(tài)煤堆的，無法動(dòng)態(tài)的顯示煤堆的變化，也就是說無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)庫存 量的盤點(diǎn)以及堆場(chǎng)模型的虛擬重建。

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510038894.4，公開日2005.10.26，公開了一種立體視覺盤煤方法， 它首先是在煤堆上方安裝成對(duì)攝像機(jī)，將攝像機(jī)邊移動(dòng)邊對(duì)煤堆進(jìn)行拍攝，得到煤堆圖像， 通過圖像處理計(jì)算匹配模版與所覆蓋子圖之間的相似程度或相關(guān)系數(shù)，選擇共軛點(diǎn)并和它在 左右攝像圖像上投影點(diǎn)的關(guān)系，獲得其空間位置，擬合出煤堆的空間曲面，計(jì)算出煤堆的體 積和重量。該專利提出了一種對(duì)煤場(chǎng)存煤的盤煤方法，不能實(shí)時(shí)的顯示取煤和堆煤時(shí)煤堆的 變化，本發(fā)明是利用在堆場(chǎng)中機(jī)械母體設(shè)備的小皮帶上實(shí)時(shí)檢測(cè)的取料和堆料瞬時(shí)重量和堆 取料點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)實(shí)時(shí)模擬堆場(chǎng)的三維模型圖，并結(jié)合堆場(chǎng)地理信息資源庫重建出堆場(chǎng) 的數(shù)字化動(dòng)態(tài)信息場(chǎng)，按照人的視角和操作習(xí)慣模擬人在整個(gè)堆場(chǎng)的三維動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中運(yùn)動(dòng)， 操作設(shè)備，檢詢各料堆的大小、形狀以及實(shí)時(shí)盤點(diǎn)料堆的重量。

發(fā)明內(nèi)容

小顆粒物質(zhì)通常是采用傳輸皮帶，運(yùn)往堆場(chǎng)的；往往也是采用同一條傳輸皮帶運(yùn)出堆場(chǎng)； 如火力發(fā)電廠的煤場(chǎng)，采用斗輪機(jī)堆煤，也是采用斗輪機(jī)取煤，無論是堆煤還是取煤，煤都 要經(jīng)過斗輪機(jī)懸臂上的小皮帶。在這種情況下，本發(fā)明所要解決的是提供一種基于實(shí)時(shí)重量 測(cè)量和堆取料口三維坐標(biāo)相結(jié)合進(jìn)行虛擬重建數(shù)字化信息場(chǎng)的方法。

對(duì)于一個(gè)小顆粒物質(zhì)的堆場(chǎng)，場(chǎng)地的幾何形狀是不變的。堆場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行軌跡也 是有規(guī)律的。因此我們可以在堆場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備上加裝3～4個(gè)數(shù)字編碼器，并設(shè)定位置基準(zhǔn)點(diǎn)。 其中1～2個(gè)數(shù)字編碼器，記錄機(jī)械母體設(shè)備在堆場(chǎng)的位置，如果機(jī)械母體設(shè)備是沿著軌道行 走的，只要一個(gè)數(shù)字編碼器就可知道它的位置；如無軌道則需用兩個(gè)數(shù)字編碼器，才能確定 它在堆場(chǎng)的具體位置。第3個(gè)數(shù)字編碼器用于采集機(jī)械母體設(shè)備上小皮帶的俯仰角，根據(jù)小 皮帶的實(shí)際長(zhǎng)度和俯仰角度，就可計(jì)算出堆煤小皮帶出口或取煤點(diǎn)的高度；第4個(gè)數(shù)字編碼 器用于記錄小皮帶相對(duì)機(jī)械母體設(shè)備中心軸基準(zhǔn)線的回轉(zhuǎn)角度，結(jié)合回轉(zhuǎn)與俯仰角度，就可 計(jì)算出堆煤小皮帶出口或取煤點(diǎn)相對(duì)機(jī)械母體設(shè)備的坐標(biāo)。這樣我們就可以根據(jù)數(shù)字編碼器 的數(shù)值和機(jī)械母體設(shè)備的外形尺寸特征，推算出堆煤小皮帶出口或取煤點(diǎn)的在煤場(chǎng)相對(duì)于基 準(zhǔn)點(diǎn)的空間位置。

如圖1所示，2為堆取物質(zhì)的機(jī)械母體設(shè)備行走軌道，3是機(jī)械母體設(shè)備，4是位置基準(zhǔn) 點(diǎn)，5是安裝在數(shù)字機(jī)械母體設(shè)備上的數(shù)字編碼器，可記錄機(jī)械母體設(shè)備在堆場(chǎng)沿著軌道在X 軸方向的位置，十六位的數(shù)字編碼器精度可達(dá)到如果軌道的總長(zhǎng)度為300米，數(shù)字編 碼器可精確地反映出機(jī)械母體設(shè)備距離基準(zhǔn)點(diǎn)的距離，x=30064×1024×N,]]>N為編碼器的記錄 值，計(jì)算誤差不超過±5毫米；如在沒有行走軌道情況下，則需在機(jī)械母體設(shè)備上增裝數(shù)字編 碼器6，以記錄機(jī)械設(shè)備母體在堆場(chǎng)Y軸方向的位置。