[發明專利]一種基于三維成像的散料智能堆取料方法

在審

• 申請號: 202110349022.9
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113291847A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳勇波;陳明;李明陽;倪秀英;張海濤
• 申請（專利權）人: 湖南千盟工業智能系統股份有限公司
• 主分類號: B65G65/00
• 分類號: B65G65/00;G01S13/86;G06Q10/04
• 代理公司: 深圳至誠化育知識產權代理事務所(普通合伙) 44728
• 代理人: 涂柳曉

本發明提供一種基于三維成像的散料智能堆取料方法，包括：1.基于x定位設備和激光掃描儀獲取散料三維點云坐標；2.對散料x坐標以最近鄰原則進行時空配準，與激光掃描儀y,z坐標一起形成料堆三維點云數據，把掃描儀坐標統一到散料料堆坐標系下；3.對激光掃描儀和毫米波雷達坐標進行三次B樣條曲線插值，補償因粉塵引起掃描儀缺失的數據；4.基于均值濾波過濾點云離散數據，去除激光掃描儀雜波點；5.基于最小二乘法擬合料堆局部輪廓，補償局部陰影造成的掃描點缺失；6.對三維點云數據進行x,y,z三個方向網格化分層處理；7.基于分層堆取料及斜坡堆取料的思想，按照高層散料優先抓，堆取料設備順序走行的原則計算生成堆取料點。

技術領域

本發明涉及料場散料的智能堆取料策略，尤其涉及散貨料場散料無人化自動抓取需求。

背景技術

散貨料場的堆取料方式主要依賴于人工操作設備，但由于料場，尤其是封閉式干煤棚粉塵濃度大，高粉塵環境下司機視野差，無法保證安全高效地作業，且散料粉塵嚴重影響司機身體健康。人工堆取料的不穩定性加之長期疲勞駕駛，無法保證散料堆取料的連續性，影響散料堆取料效率，而實現堆取料設備的自動化智能化，需要一種新的技術方案來解決這些問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于三維成像的散料智能堆取料方法。本發明可以實現基于x定位系統和激光掃描儀獲取散料三維點云數據，基于三維點云數據智能生成最優堆取料點。克服了散貨料場自動化作業程度低，工人勞動強度大，無法全天候連續作業的缺陷。

本發明主要實現步驟如下：

第一步：安裝固定x定位系統和激光掃描儀以及毫米波雷達。實時采集傳感器數據，獲取散料三維點云數據，并對x坐標進行最近鄰配準。

第二步：對散料點云數據進行濾波，插值擬合處理，去除因粉塵等原因引起的掃描儀數據缺失，平滑點云數據。

第三步：對點云數據分層網格化處理，方便后續計算生成最優堆取料點；

第四步：基于堆取料設備順序走行的原則，散料高層優先抓，計算每一個網格點的綜合屬性權重，然后對加權值排序，計算生成最優堆取料點。

第五步：更新散料點云數據，重復第四步，迭代生成下一個最優堆取料點。

本發明實現了基于三維成像的散貨料場的智能無人化取料作業，保證了散貨料場全天候取料的需求，提高了料場散貨取料效率。本發明不僅試用于大型港口碼頭、露天倉庫，還可以用于大型礦山料場、鋼鐵企業等散貨原料廠。

附圖說明

圖1為煤堆散料實物圖；

圖2為散料三維點云數據采集裝備示意圖；

圖3為散料點云數據網格劃分示意圖；

圖4為本發明流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

下面結合具體實例進行進一步說明本發明的技術方案。

請結合圖1至圖4，本發明提供一種基于三維成像的散料智能堆取料方法，包括如下步驟：

S1,安裝固定x定位裝置和激光掃描儀、毫米波雷達；

S2,實時獲取散料三維點云x,y,z數據，對x坐標進行最近鄰采樣，網格化散料的x坐標；

S3,對散料料堆三維坐標進行插值擬合處理，補償因料場粉塵導致的掃描儀數據缺失問題；