一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法技术

本发明专利技术涉及一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法，该方法在吸盘取料范围内先通过区域分解，寻找出一个初始平面，再通过对初始平面与吸盘范围内各点之间的位置关系，迭代计算出最优的取料平面，最后确定最优取料点。本发明专利技术通过确定磁盘吊车自动最优取料点，可以最大限度的提高磁盘吊车的作业能力，同时保证磁盘吊车在取料时不会因为取料面不合适而导致钢丝绳脱槽。致钢丝绳脱槽。致钢丝绳脱槽。

【技术实现步骤摘要】
一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法


[0001]本专利技术涉及一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法。

技术介绍

[0002]目前在钢铁企业，为了提高炼铁、炼钢的产量，往往在生产原料中添加废钢，而废钢的装卸，通常采用磁盘吊。由于生产环境恶劣，对操作人员的要求高，吊车智能化控制已成为未来的趋势。废钢料堆的三维模型是实现智能控制的前提，通过摄像头、激光扫描等方法建立物体的三维模型是当前的研究热点，但是基于三维模型的废钢吊车全自动控制方法很少有人关注。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法，以最大限度提高磁盘吊车的作业能力，同时保证磁盘吊车在取料时不会因为取料面不合适而导致钢丝绳脱槽。为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0004]一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法，其可包括以下步骤：
[0005]S1.将吸盘范围划分为N个区域，确定N个区域的X
‑
Y轴坐标范围，进而确定网格范围；
[0006]S2.在每个区域找出最高点，任选三点组成一个平面；
[0007]S3.计算吸盘中心是否在该平面内，若是，确定该平面为初始平面，进入S4，否则返回S2，重新选取区域内的三个点后判断计算，直至找出一个初始平面；
[0008]S4.搜寻吸盘范围内的点集P，比较初始平面上与吸盘范围内的点的位置关系，判断是否有异常点，若无异常点，则确定该初始平面为最优平面，否则用该异常点替换初始平面中该异常点最短的点，组成新的初始平面，返回S3；
[0009]S5.以固定或者可变步长将废钢料场范围划分成若干个区域，计算每个区域内的最优平面，形成最优平面集合；
[0010]S6.在最优平面集合里，计算最优平面内的废钢体积以及平面曲率，选取废钢体积最大且曲率最小的平面对应的吸盘中心点作为最优取料点。
[0011]进一步地，在S1中，假设吸盘中心点坐标为(x0,y0)，则各区网格在本坐标系坐标为(x'＝x
‑
x0,y'＝y
‑
y0)，N区坐标满足条件：其中R
rg
表示吸盘半径。
[0012]进一步地，S2的具体过程为：在N个分区中分别搜索并记录每个分区中物料最高点所在网格的X
‑
Y平面坐标值及其物料高度值z，从而得到N个分区最高点的三维坐标；从最高中点任选三点组成一个平面。
[0013]进一步地，S3中还可包括判断选择的三点是否位于所求平面上的吸盘范围内，如果某个点不在吸盘范围内，则以吸盘中心在X
‑
Y平面上的投影点为中心向四周遍历各个网
格点G0(x,y,0)，计算出各点在斜面上的对应坐标点G
′
(x,y,z
′
)，然后根据G
′
与斜面上吸盘中心点的距离判断G0是否在吸盘的覆盖范围内，从而得出吸盘覆盖范围的网格点的集合，以该集合为新的吸盘范围重新进行N个区域最大值的寻找，重新确定三个点坐标并求出平面方程。
[0014]进一步地，S4中搜寻吸盘范围内的点集P的具体过程为：在X和Y方向以步长100进行移动，得到点A
i
(x
i
,y
i
)，通过A
i
从三维模型中得到其Z坐标z
i
，计算点A
i
与吸盘中心O的距离搜索出d<R
rg
的点集合P。
附图说明
[0015]为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0016]图1是本专利技术的一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法的流程图。
具体实施方式
[0017]现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。
[0018]如图1所示，一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法可包括以下步骤：
[0019]步骤1：将吸盘范围划分为N个区域，确定N个区域的X
‑
Y轴坐标范围，进而确定网格范围。其中，每个区域对于的角度为360/N。假设吸盘中心点坐标为(x0,y0)，则各区网格在本坐标系坐标为(x'＝x
‑
x0,y'＝y
‑
y0)，N区坐标满足条件：其中R
rg
表示吸盘半径。在一个具体实施例中，吸盘范围分为6个区域，其中各区对应的坐标条件如下：
[0020]1区坐标条件：
[0021]2区坐标条件：
[0022]3区坐标条件：
[0023]4区坐标条件：
[0024]5区坐标条件：
[0025]6区坐标条件：
[0026]步骤2:在每个区域找出最高点，任选三点组成一个平面。具体地，在N个分区中分别搜索并记录每个分区中物料最高点所在网格的X
‑
Y平面坐标值及其物料高度值z，从而得到N个分区最高点的三维坐标；从最高中点任选三点A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3)组成一个平面ABC。
[0027]步骤3:计算吸盘中心是否在该平面内，若是，确定该平面为初始平面，进入步骤4，否则返回步骤2重新选取区域内的三个点后判断计算，直至找出一个初始平面。其中，判断吸盘中心(O点)是否在平面ABC内的过程为：首先求出三个向量再分别求：
[0028][0029][0030][0031]如果三个叉乘后的向量符号相同，则O点在
△
ABC内部，则A、B、C组成的平面ABC为初始平面。
[0032]另外，该步骤中还可包括判断选择的三点是否位于所求平面上的吸盘范围内：在所求平面上分别计算三个点到吸盘中心点的距离，如果该距离不大于吸盘半径，则表示该点在吸盘范围内，反之则表示该点在吸盘范围外。如果某个点不在吸盘范围内，则以吸盘中心在X
‑
Y平面上的投影点为中心向四周遍历各个网格点G0(x,y,0)，计算出各点在斜面上的对应坐标点G
′
(x,y,z
′
)，然后根据G
′
与斜面上吸盘中心点的距离判断G0是否在吸盘的覆盖范围内，从而得出吸盘覆盖范围的网格点的集合，以该集合为新的吸盘范围重新进行N个区域最大值的寻找，重新确定三个点坐标。
[0033]步骤4：搜寻吸盘范围内的点集P，比较初始平面上与吸盘范围内的点的位置关系，判断是否有异常点，若无异常点，则确定该初始平面为最优平面，即，进入步骤5，否则用该异常点替换初始平面中距离该异常点最短的点，组成新的初始平面，返回步骤3。具体过程如下：
[0034]在初始平面内，计算初始平面方程为：
[0035]ax+b本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废钢料场磁盘吊车最优取料点的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将吸盘范围划分为N个区域，确定N个区域的X
‑
Y轴坐标范围，进而确定网格范围；S2.在每个区域找出最高点，任选三点组成一个平面；S3.计算吸盘中心是否在该平面内，若是，确定该平面为初始平面，进入S4，否则返回S2，重新选取区域内的三个点后判断计算，直至找出一个初始平面；S4.搜寻吸盘范围内的点集P，比较初始平面上与吸盘范围内的点的位置关系，判断是否有异常点，若无异常点，则确定该初始平面为最优平面，否则用该异常点替换初始平面中距离该异常点最短的点，组成新的初始平面，返回S3；S5.以固定或者可变步长将废钢料场范围划分成若干个区域，计算每个区域内的最优平面，形成最优平面集合；S6.在最优平面集合里，计算最优平面内的废钢体积以及平面曲率，选取废钢体积最大且曲率最小的平面对应的吸盘中心点作为最优取料点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1中，假设吸盘中心点坐标为(x0,y0)，则各区网格在本坐标系坐标为(x'＝x
‑
x0,y'＝y
‑
y0)，N区坐标满足条件：其中R
rg
表示吸盘半径。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，S2的具体过程为：在N个分...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓维，李清忠，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：