[发明专利]煤场消除烟雾干扰的方法与装置

权利要求书

1.一种煤场消除烟雾干扰的方法，其特征在于，煤场消除烟雾干扰的装置包括堆取料机以及设置在所述堆取料机取料臂端部两侧的激光扫描仪；其中，所述方法包括下述步骤：

利用所述激光扫描仪扫描所述堆取料机取料臂回转的区域，并获取该区域的点云数据；

根据所述点云数据构建煤场的三维模型，同时将所述点云数据生成灰度图；

根据所述灰度图确定物料的位置高度，并将该高度与所述堆取料机取料臂在取料点的高度比较，以判断是否有烟雾干扰并进一步消除烟雾干扰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述激光扫描仪扫描所述堆取料机料臂回转的区域，并获取该区域的点云数据，包括：

在执行取料任务时，当堆取料机的取料臂向其中任一侧方向回转取料时，相应侧的所述激光扫描仪自动启动，并扫描所述取料臂回转过的区域，以获取该区域的点云数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取该区域的点云数据之后，还包括：

将所述点云数据根据自定义的坐标进行转换，并存储至数据库中。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取该区域的点云数据，包括：

将煤场采用极坐标表示点云数据，极坐标的极点定义为堆取料机的回转中心，高度为煤场底面的高度，以及，设定激光扫描仪的回转角度为A，俯仰角度为B，扫描仪支架高度为M，激光扫描仪与回转中心的距离为L，且扫描角度为180°；

根据上述定义的参数，设某物料点的扫描角度为C，对应该角度物料的距离为N，则得出扫描到该物料点的物料坐标为下式：

其中，θ为该物料点回转角度，R为距回转中心水平半径，H为该物料点距底面高度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述点云数据构建煤场的三维模型，同时将所述点云数据生成灰度图，包括：

将煤场燃料仓与堆取料机分别构建等比例的三维模型，并在同一坐标系下，将所述三维模型按照相应位置植入，形成三维场景；

在所述三维场景中利用堆取料机的三维模型模拟执行取料臂的旋转、俯仰动作；

将煤场燃料仓三维模型中物料的信息导入BMP图并做自动空间拉伸以生成灰度图。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述灰度图中各个像素点的灰度值代表物料点相应位置的高度值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断是否有烟雾干扰并进一步消除烟雾干扰，包括：

响应于所述物料的高度小于所述堆取料机取料臂在取料点的高度时，无烟雾干扰；

响应于所述物料的高度大于所述堆取料机取料臂在取料点的高度时，存在烟雾干扰，进一步计算更新点云数据，以修正所述三维模型来消除烟雾的干扰。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述堆取料机取料臂在取料点的高度计算公式如下：

H_ql＝R tan D；

其中，H_ql为取料臂在取料点的高度值，D为取料臂在取料点的俯仰角度，在极坐标系下，θ为回转角度，R为回转半径。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用下述关系式计算更新点云数据：

其中，设定激光扫描仪的回转角度为A，俯仰角度为B，激光扫描仪与回转中心的距离为L，某物料点的扫描角度为C，θ为该物料点回转角度，R为距回转中心水平半径，H为该物料点距底面高度。

10.一种煤场消除烟雾干扰的装置，其特征在于，包括堆取料机以及设置在所述堆取料机取料臂端部两侧的激光扫描仪、模型系统以及综合信息处理系统；其中

所述激光扫描仪，用于扫描所述堆取料机取料臂回转的区域，并获取该区域的点云数据；

所述模型系统，用于根据所述点云数据构建煤场的三维模型，同时将所述点云数据生成灰度图；

所述综合信息处理系统，用于根据所述灰度图确定物料的位置高度，并将该高度与所述堆取料机取料臂在取料点的高度比较，以判断是否有烟雾干扰并进一步消除烟雾干扰。