[發(fā)明專利]一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110943092.7
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113658312A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉全洪;馬麗;孟凡光
• 申請（專利權(quán)）人: 中冶東方工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T7/11;B65G65/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，包括：

掃描料堆，獲取料堆的點云數(shù)據(jù)；

判斷是否加載原料堆的點云數(shù)據(jù)，得到待解算點云數(shù)據(jù)；

解析所述待解算點云數(shù)據(jù)；

將解析后的待解算點云數(shù)據(jù)輸入到預設的堆料機控制指令集解算模型中，得到控制指令；

利用所述控制指令控制堆料機運行，實現(xiàn)自動堆料；

其中，所述堆料機控制指令集解算模型中，將堆料機斗輪外接圓尺寸作為考慮對象。

2.如權(quán)利要求1所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，判斷是否加載原料堆的點云數(shù)據(jù)時，判斷掃描料堆為新堆還是補堆；若為補堆，則先加載原有料堆點云數(shù)據(jù)，再進行點云數(shù)據(jù)的解析；若為新堆，則直接進行點云數(shù)據(jù)的解析。

3.如權(quán)利要求1所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，所述待解算點云數(shù)據(jù)的解析包括堆料切入邊界計算和料堆實時更新。

4.如權(quán)利要求2或3所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，堆料切入邊界計算時，若為補堆，則先對原有料堆信息進行預處理，包括去噪、分割和表面重建；而后根據(jù)堆料工藝參數(shù)以及料堆信息對堆料進行切分層；根據(jù)切分層，得到當前層料堆包絡邊界，由料堆當前層包絡邊界反解切入?yún)?shù)。

5.如權(quán)利要求3所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，所述料堆實時更新包括：

實時獲取料堆點云數(shù)據(jù)；

料堆實時點云數(shù)據(jù)分割，根據(jù)料堆堆放區(qū)域位置去除噪點數(shù)據(jù)，得到料堆所屬區(qū)域數(shù)據(jù)；

對料堆所屬區(qū)域點云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化處理；

網(wǎng)格化實時更新。

6.如權(quán)利要求1所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，所述控制指令包括俯仰角、偏擺角和堆料機位置。

7.如權(quán)利要求6所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，定義水平時俯仰角為零，上仰俯仰角為正，下俯俯仰角為負；堆料機俯仰角求解時，堆料機斗輪外接圓最低點與當前作業(yè)層的底面相切，對料堆高度與堆料機大臂水平時的高度進行比較：

若堆料機大臂旋轉(zhuǎn)點距離地面的高度小于料堆高度和堆料機斗輪外接圓半徑的和，則堆料機俯仰角為仰角，則俯仰角為正；

若堆料機大臂旋轉(zhuǎn)點距離地面的高度大于料堆高度和堆料機斗輪外接圓半徑的和，則堆料機俯仰角為俯角，則俯仰角為負。

8.如權(quán)利要求6所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，偏擺角求解時，根據(jù)堆料機作業(yè)軌跡與料堆兩端邊界相交時與堆料機位置的轉(zhuǎn)化關系，求解最小偏擺角和最大偏擺角。

9.如權(quán)利要求6所示的一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料方法，其特征在于，堆料機位置根據(jù)當前俯仰角、偏擺角和大臂長度信息，結(jié)合當前作業(yè)料堆數(shù)據(jù)坐標信息，求解當前堆料機的實時位置。

10.一種基于三維掃描的緊湊型料場自動堆料系統(tǒng)，其特征在于，包括掃描模塊、判斷模塊、處理模塊、堆料機控制指令集解算模塊和控制模塊；

所述掃描模塊，被配置為：掃描料堆，獲取料堆的點云數(shù)據(jù)；

所述判斷模塊，被配置為：判斷是否加載原料堆的點云數(shù)據(jù)，得到待解算點云數(shù)據(jù)；

所述處理模塊，被配置為：解析所述待解算點云數(shù)據(jù)；

所述堆料機控制指令集解算模塊，被配置為：將解析后的待解算點云數(shù)據(jù)輸入到預設的堆料機控制指令集解算模型中，得到控制指令；

所述控制模塊，被配置為：利用所述控制指令控制堆料機運行，實現(xiàn)自動堆料；

其中，所述堆料機控制指令集解算模型中，將堆料機斗輪外接圓尺寸作為考慮對象。