[發(fā)明專利]一種基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011253361.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN112407979B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟凡光;劉輝;張涌泉;劉全洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶東方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B65G65/00
• 分類號(hào): B65G65/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

本發(fā)明提供一種基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法及系統(tǒng)，屬于機(jī)械自動(dòng)化取料技術(shù)領(lǐng)域，獲取料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)；提取所述料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)中料堆的三維點(diǎn)云模型；對(duì)料堆的三維點(diǎn)云模型經(jīng)點(diǎn)云合并、去噪、分割、擬合處理，獲取料堆高度；根據(jù)預(yù)設(shè)取料工藝策略，將料堆高度進(jìn)行分層；根據(jù)分層后的三維點(diǎn)云模型計(jì)算取料機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)；根據(jù)運(yùn)行控制參數(shù)控制取料機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取料。本發(fā)明通過對(duì)實(shí)時(shí)獲取的料堆圖像進(jìn)行處理，根據(jù)工藝要求，確定了取料機(jī)的作業(yè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，根據(jù)作業(yè)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制取料機(jī)對(duì)料堆實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)取料，無需人工現(xiàn)場操作，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，降低了人工勞動(dòng)成本，提高了生產(chǎn)安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械自動(dòng)化取料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鋼鐵生產(chǎn)中，原料場用于存儲(chǔ)、中轉(zhuǎn)、輸送原料，是鋼鐵生產(chǎn)的保證。原料場中主要存放鋼鐵煉制過程中所需的原材料和燃料。原材料和原料堆放的區(qū)域稱之為料堆，供料過程即為將指定料堆上的原料輸送至高爐等冶煉裝置的過程。

供料過程中，需要將料堆上的原料通過堆取料機(jī)取料到輸送帶上，輸送帶傳送至高爐等冶煉裝置。

現(xiàn)有的堆取料機(jī)操作方式多以人工操作為主，操作人員坐在駕駛室內(nèi)操作堆取料機(jī)，需要精神高度集中，而且作業(yè)現(xiàn)場粉塵較大，作業(yè)環(huán)境比較惡劣，操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。而且在作業(yè)時(shí)，視線經(jīng)常受阻，作業(yè)過程中容易出現(xiàn)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于實(shí)時(shí)獲取的原料場現(xiàn)場圖片處理后獲得控制參數(shù)，基于該控制參數(shù)控制取料機(jī)自動(dòng)取料的基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法：

獲取料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)；

提取所述料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)中料堆的三維點(diǎn)云模型；

對(duì)料堆的三維點(diǎn)云模型經(jīng)點(diǎn)云合并、去噪、分割、擬合處理，獲取料堆高度；

根據(jù)預(yù)設(shè)取料工藝策略，將料堆高度進(jìn)行分層；

根據(jù)分層后的三維點(diǎn)云模型計(jì)算取料機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)；

根據(jù)運(yùn)行控制參數(shù)控制取料機(jī)的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取料。

優(yōu)選的，所述取料機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)包括：俯仰角、取料機(jī)位置、自動(dòng)對(duì)位切入旋轉(zhuǎn)點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述取料工藝策略包括：料堆的分層高度、切深以及開層長度。

優(yōu)選的，計(jì)算所述俯仰角包括：提取料堆的邊界，并映射到相應(yīng)分層的層平面，根據(jù)相應(yīng)層的層高計(jì)算該層對(duì)應(yīng)的俯仰角：

其中，h₁表示料堆的高度，h₂表示取料機(jī)大臂旋轉(zhuǎn)點(diǎn)距離地面的高度，L表示取料機(jī)大臂的長度。

優(yōu)選的，根據(jù)料堆下邊界以及取料機(jī)與料堆邊界的相對(duì)位置計(jì)算所述取料機(jī)位置，假設(shè)料堆下邊界坐標(biāo)為y，則取料機(jī)位置為：y₁＝y(tǒng)-L×cos(theta)。

優(yōu)選的，自動(dòng)對(duì)位切入旋轉(zhuǎn)點(diǎn)為：其中，Dis表示取料機(jī)與料堆邊界的距離。

第二方面，本發(fā)明提供一種基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如上所述的基于原料場掃描成像的自動(dòng)取料方法；

所述自動(dòng)取料系統(tǒng)包括：

圖像采集裝置，設(shè)于取料機(jī)大臂的兩側(cè)，用于采集獲取料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)，并提取所述料堆點(diǎn)云圖像數(shù)據(jù)中料堆的三維點(diǎn)云模型；