[發明專利]一種料堆作業過程中高度變化的監測方法及系統

在審

• 申請號: 202010943587.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112229478A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 黃智堅;黃鐘光;張興國;童保軍;商林;肖瀟;賀東明;莊承鑫;阮球賓;歐陽軍;唐兵;梁坤
• 申請（專利權）人: 廣東韶鋼工程技術有限公司
• 主分類號: G01F23/292
• 分類號: G01F23/292
• 代理公司: 韶關市雷門專利事務所 44226
• 代理人: 周勝明

1.一種料堆作業過程中高度變化的監測方法，其特征在于，包括：

從料堆的垂直正上方采集容納所述料堆的料場的基準平面圖像，并確定所述基準平面圖像像素距離與預先測定的料場形狀數據之間的距離比例關系；

測量待發射激光束與垂直方向的發射角度；

發射激光束照射至料堆作業初始狀態的表面，同時采集料場初始狀態對應的第一平面圖像，并記錄所述第一平面圖像中激光點所在的第一像素位置；

發射激光束照射至料堆作業后的表面，同時采集料場此時對應的第二平面圖像，并記錄所述第二平面圖像中激光點所在的第二像素位置；

根據所述距離比例關系、所述發射角度、所述第一像素位置、所述第二像素位置來計算料堆作業過程中高度變化。

2.根據權利要求1所述的料堆作業過程中高度變化的監測方法，其特征在于，所述確定所述基準平面圖像像素距離與預先測定的料場形狀數據之間的距離比例關系的步驟，具體為：

預先測定所述料場的橫向距離為X，預先測定所述料場的縱向距離為Y，所述基準平面圖像的橫向像素數為M，所述基準平面圖像的縱向像素數為N，則所述距離比例關系為X/M以及Y/N。

3.根據權利要求2所述的料堆作業過程中高度變化的監測方法，其特征在于，所述根據所述距離比例關系、所述發射角度、所述第一像素位置、所述第二像素位置來計算料堆作業過程中高度變化的步驟，具體為：

依照公式來計算料堆作業過程中高度變化，其中H為料堆作業過程中高度變化，Δm為第二像素位置相對于第一像素位置的橫向像素點變化量，Δn為第二像素位置相對于第一像素位置的縱向像素點變化量，α為激光束與垂直方向的發射角度。

4.根據權利要求1所述的料堆作業過程中高度變化的監測方法，其特征在于，所述方法還包括：在料堆作業的前后狀態多次調整激光束與垂直方向的發射角度α₁、α₂…α_t，并計算得到每一發射角度對應的高度變化量H₁、H₂…H_t，最終料堆作業過程中高度變化H為H₁、H₂…H_t的加權平均，其中t≥2，為整數。

5.根據權利要求1所述的料堆作業過程中高度變化的監測方法，其特征在于，所述方法還包括：發射至少兩束激光束，并計算每束激光束對應的高度變化，最終的料堆作業過程中高度變化為各束的高度變化的加權平均。

6.一種料堆作業過程中高度變化的監測系統，其特征在于，包括圖像采集器、角度儀、激光發生器以及服務器；

所述圖像采集器，用于從料堆的垂直正上方采集容納所述料堆的料場的基準平面圖像，并將所述基準平面圖像傳輸至所述服務器，以供所述服務器確定所述基準平面圖像像素距離與預先測定的料場形狀數據之間的距離比例關系；

所述角度儀，用于測量所述激光發生器的待發射激光束與垂直方向的發射角度；

所述激光發生器，用于發射激光束照射至料堆作業初始狀態的表面；所述圖像采集器，用于采集料場初始狀態對應的第一平面圖像，以供所述服務器記錄所述第一平面圖像中激光點所在的第一像素位置；

所述激光發生器，用于發射激光束照射至料堆作業后的表面；所述圖像采集器，用于采集料場此時對應的第二平面圖像，以供所述服務器記錄所述第二平面圖像中激光點所在的第二像素位置；

所述服務器，還用于根據所述距離比例關系、所述發射角度、所述第一像素位置、所述第二像素位置來計算料堆作業過程中高度變化。

7.根據權利要求6所述的料堆作業過程中高度變化的監測系統，其特征在于，所述系統還包括可多次調整發射角度的驅動裝置。

8.根據權利要求6所述的料堆作業過程中高度變化的監測系統，其特征在于，所述系統中設置有至少兩個圖像采集器。