本发明专利技术提供了一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统及方法，令抓斗行车进行行走运动，对驶入库区的待装火车的车皮进行动态扫描，得到激光扫描数据，根据激光扫描数据生成待装火车的三维车厢图像数据；记录抓斗行车的行走位置，生成点对点的布料作业命令，执行布料作业命令，记录每一个落料点重量；实时获取抓斗行车的抓斗重量，将每次抓斗的落料量记录在三维车厢图像数据中；基于三维车厢图像数据生成装车模型，根据每次抓斗的落料量，推算待装火车的装车布料总量是否达到额定载重，若达到，则结束装车，若未达到，则继续装车。实现无人自动装车布料，显著提高行车的火车装车作业的精度及平整度，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。
【技术实现步骤摘要】
基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统及方法
[0001]本专利技术涉及散货料场物流运输过程控制领域，具体地，涉及基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统及方法，适用于面向散料的抓斗行车全自动无人驾驶下的火车装车作业。
技术介绍
[0002]目前有色金属行业中抓斗行车运用广泛，散料场保有量巨大，主要采用抓斗行车进行装卸车、倒运、上料作业，需要配备一定的操作司机来驾驶这些设备，而散料场粉尘污染比较严重。
[0003]在火车装车过程中，最终装车精度及平整度很大程度上依赖抓斗的抓料量，而在无人化的抓斗控制过程中，对抓料量的控制关键在于抓斗的开度，在目前的项目应用及试验中，散料的堆积高度及干燥程度对实际的抓取量存在一定的干扰，如最后装车中最后一斗只需装载1吨，对于5吨的抓斗，精确抓取1吨的散料，存在一定的难度，所以偶尔存在反复抓取的现象，仍无法做到最后一斗精度一次到位。
[0004]与本申请相关的现有技术是专利文献CN108584467A，无人值守的矿区装载货系统，主控系统控制三维建模系统对矿料堆积区域的外形进行扫描，保存并处理激光雷达生成的点云数据进行三维建模，从而引导执行机构对矿料进行抓取并送至发货区的运输载具上，三维建模系统内部包含可独立工作运行的微型计算机作为控制器、二轴云台、GPS和姿态测量模块；执行机构包括执行控制器、行车和抓斗，主控系统将抓取信息发送至执行机构控制器，执行机构控制器控制行车进行二维水平方向的移动将抓斗移至抓取点上方，抓斗根据矿料的高度信息完成抓取后，再由行车将抓斗移至发货区运输载具处进行装车。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统及方法。
[0006]根据本专利技术提供的一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料方法，包括以下步骤：
[0007]车厢识别步骤：令抓斗行车进行行走运动，对驶入库区的待装火车的车皮进行动态扫描，得到激光扫描数据，根据激光扫描数据生成待装火车的三维车厢图像数据；
[0008]车厢布库步骤：记录抓斗行车的行走位置，生成点对点的布料作业命令，执行布料作业命令，记录每一个落料点重量；
[0009]抓斗称重步骤：实时获取抓斗行车的抓斗重量，将每次抓斗的落料量记录在三维车厢图像数据中；
[0010]装车称重步骤：基于三维车厢图像数据生成装车模型，根据每次抓斗的落料量，推算待装火车的装车布料总量是否达到额定载重，若达到，则结束装车，若未达到，则继续装车。
[0011]优选地，所述车厢识别步骤包括：
[0012]动态扫描步骤：令行车大梁上安装激光扫描装置，在抓斗行车行走运动时，激光扫描装置进行动态扫描，得到激光扫描数据；
[0013]结果处理步骤：令激光扫描数据进行预处理后生成规则三维数据，所述预处理能够提升激光扫描数据的图像分辨率；
[0014]三维生成步骤：由规则三维数据生成抓斗行车全部火车车厢的完整网格数据，并实时更新完整网格数据，实时生成三维车厢图像数据。
[0015]优选地，所述车厢布库步骤包括：
[0016]车体识别步骤：通过加装在行车本体上的传感器，获取行车精确走形位置；
[0017]设定布库步骤：令车厢分层均匀设置多个落料点，并针对每个落料点生成一个取料点，依据预设车厢布库，进行点对点的布料作业。
[0018]优选地，所述抓斗称重步骤包括：
[0019]控制抓斗步骤：实时获取抓斗重量，根据抓斗重量控制抓斗开度，以控制抓取量；
[0020]落料称重步骤：单次布料作业后，记录每一个落料点重量，去除皮重后得出单次放料净重，并将单次放料净重记录在三维车厢图像数据中。
[0021]根据本专利技术提供的一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统，包括以下模块：
[0022]车厢识别模块：令抓斗行车进行行走运动，对驶入库区的待装火车的车皮进行动态扫描，得到激光扫描数据，根据激光扫描数据生成待装火车的三维车厢图像数据；
[0023]车厢布库模块：记录抓斗行车的行走位置，生成点对点的布料作业命令，执行布料作业命令，记录每一个落料点重量；
[0024]抓斗称重模块：实时获取抓斗行车的抓斗重量，将每次抓斗的落料量记录在三维车厢图像数据中；
[0025]装车称重模块：基于三维车厢图像数据生成装车模型，根据每次抓斗的落料量，推算待装火车的装车布料总量是否达到额定载重，若达到，则结束装车，若未达到，则继续装车。
[0026]优选地，所述车厢识别模块包括：
[0027]动态扫描模块：令行车大梁上安装激光扫描装置，在抓斗行车行走运动时，激光扫描装置进行动态扫描，得到激光扫描数据；
[0028]结果处理模块：令激光扫描数据进行预处理后生成规则三维数据，所述预处理能够提升激光扫描数据的图像分辨率；
[0029]三维生成模块：由规则三维数据生成抓斗行车全部火车车厢的完整网格数据，并实时更新完整网格数据，实时生成三维车厢图像数据。
[0030]优选地，所述车厢布库模块包括：
[0031]车体识别模块：通过加装在行车本体上的传感器，获取行车精确走形位置；
[0032]设定布库模块：令车厢分层均匀设置多个落料点，并针对每个落料点生成一个取料点，依据预设车厢布库，进行点对点的布料作业。
[0033]优选地，所述抓斗称重模块包括：
[0034]控制抓斗模块：实时获取抓斗重量，根据抓斗重量控制抓斗开度，以控制抓取量；
[0035]落料称重模块：单次布料作业后，记录每一个落料点重量，去除皮重后得出单次放料净重，并将单次放料净重记录在三维车厢图像数据中。
[0036]优选地，所述点对点的布料作业命令是根据库区内待装火车的出料位高度和抓放点路径距离进行设定，优先依据出料位高度。
[0037]优选地，所述落料点分为多层布局，当每一层落料点完成布料之后，对装车重量进行重新计算。
[0038]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0039]本专利技术实现无人自动装车布料，显著提高行车的火车装车作业的精度及平整度，提高生产效率。
附图说明
[0040]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0041]图1为本专利技术的火车动态扫描结构图；
[0042]图2为本专利技术的三维车厢图像示意图；
[0043]图3为本专利技术的布料点顺序规则示意图；
[0044]图4为本专利技术的装车模型计量统计示意图；
[0045]图5为本专利技术的装车流程示意图。
具体实施方式
[0046]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料方法，其特征在于，包括以下步骤：车厢识别步骤：令抓斗行车进行行走运动，对驶入库区的待装火车的车皮进行动态扫描，得到激光扫描数据，根据激光扫描数据生成待装火车的三维车厢图像数据；车厢布库步骤：记录抓斗行车的行走位置，生成点对点的布料作业命令，执行布料作业命令，记录每一个落料点重量；抓斗称重步骤：实时获取抓斗行车的抓斗重量，将每次抓斗的落料量记录在三维车厢图像数据中；装车称重步骤：基于三维车厢图像数据生成装车模型，根据每次抓斗的落料量，推算待装火车的装车布料总量是否达到额定载重，若达到，则结束装车，若未达到，则继续装车。2.根据权利要求1所述的基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料方法，其特征在于，所述车厢识别步骤包括：动态扫描步骤：令行车大梁上安装激光扫描装置，在抓斗行车行走运动时，激光扫描装置进行动态扫描，得到激光扫描数据；结果处理步骤：令激光扫描数据进行预处理后生成规则三维数据，所述预处理能够提升激光扫描数据的图像分辨率；三维生成步骤：由规则三维数据生成抓斗行车全部火车车厢的完整网格数据，并实时更新完整网格数据，实时生成三维车厢图像数据。3.根据权利要求1所述的基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料方法，其特征在于，所述车厢布库步骤包括：车体识别步骤：通过加装在行车本体上的传感器，获取行车精确走形位置；设定布库步骤：令车厢分层均匀设置多个落料点，并针对每个落料点生成一个取料点，依据预设车厢布库，进行点对点的布料作业。4.根据权利要求1所述的基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料方法，其特征在于，所述抓斗称重步骤包括：控制抓斗步骤：实时获取抓斗重量，根据抓斗重量控制抓斗开度，以控制抓取量；落料称重步骤：单次布料作业后，记录每一个落料点重量，去除皮重后得出单次放料净重，并将单次放料净重记录在三维车厢图像数据中。5.一种基于无人化抓斗行车模式下的火车装车布料系统，其特征在于，包括以下模块：车厢识别模块：令抓斗行车进行行走运动，对驶入库区的待装火车的车皮进行动态扫描，得到激光扫描数据，根据激光扫描数据生成待装火车的三维车厢图像数据；车厢布库模块：记录抓斗行车的...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪云峰，钱荣，傅中忠，高雄，王成润，朱余超，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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