一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统，获取2D激光扫描装置扫描得到的当前扫描数据集，获取标准烧结机台车的标准采样点集，并将标准采样点集在当前扫描数据集中在水平面内平移遍历以匹配到待定台车的扫描数据集，根据待定台车的扫描数据集获取待定台车的车轮扫描数据集以得到备选烧结机台车，然后根据备选烧结机台车的重心值和备选烧结机台车烧结机平台的延伸方向之间的夹角值确定备选烧结机台车的定位更换位置，本发明专利技术得到的定位更换位置可以用于指导航车对烧结机台车的自动搬运，迅速准确，并且整套设备安装比较简单，维护成本较低，配套的设备较少，稳定可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及烧结机
，尤其涉及一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统。

技术介绍

[0002]烧结是钢铁生产工艺过程中非常重要的环节。烧结是将铁矿粉、石灰粉及煤粉按一定比例混均，通过煅烧使其达到足够的强度与粒度，这种通过煅烧后的混合矿料叫做烧结矿，烧结矿主要用于高炉炼铁，它能提高高炉的利用系数、降低焦比、提高高炉的通透性。烧结生产工艺流程主要有原料的接受、筛分破碎及溶剂燃料的破碎筛分，配料，布料，抽风烧结，抽风冷却，破碎筛分，除尘等环节组成。烧结机的台车是烧结工艺中重要的运动机构，它盛装混合料，并通过点火、保温、煅烧几个区域，将混合料变成烧结矿。
[0003]在实际工作过程中，烧结机台车的车轮因长时间高温环境下运行、挤压、磨损而使得台车容易损坏，通常烧结机台车的部件损坏需要及时停机更换台车，否则影响烧结机的正常生产。
[0004]目前烧结机台车主要靠人工操作航车更换，多个工人相互配合，在更换过程中需要专人操控航车起吊，并依靠人工近距离观察定位烧结机备用台车及运行台车轨道位置，在吊耳到达定位附近后，需要专人手动调整吊钩位置，直到吊耳挂到烧结机台车，再操作航车起吊烧结机台车，这种方式存在需要多人配合、远距离观察定位不准造成调整准确吊耳位置需要较长的调整时间、整体更换烧结机台车的时间较长的问题。并且由于多次配合，特别是手动调整吊耳的过程易出现人员刮擦，容易发生安全事故。
[0005]鉴于此，有必要提出一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统以解决或至少缓解上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种用于指导烧结机台车更换的定位方法及系统，以解决现有技术中检修工在更换烧结机台车时，依靠人工近距离观察定位烧结机备用台车及运行台车轨道位置，在操作吊耳到达定位附近后，需要手动调整吊耳的位置，直到吊耳挂到台车，再操作航车起吊台车，这种方式存在远距离观察定位不准造成调整准确吊耳位置需要较长调整时间、整体更换烧结机台车的时间较长的问题。
[0007]第一方面，为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于指导烧结机台车更换的定位方法，包括步骤：
[0008]S1，获取2D激光扫描装置扫描得到的当前扫描数据集；其中，烧结机平台位于所述2D激光扫描装置的扫描范围内；所述2D激光扫描装置的移动方向为所述烧结机平台的延伸方向；
[0009]S2，获取标准烧结机台车的标准采样点集，并将所述标准采样点集在所述当前扫描数据集中在水平面内平移遍历；
[0010]S3，确定每次平移遍历后所述标准采样点集中的每个标准采样点与所述当前扫描数据集的最近点距离，并判断所述标准采样点集中的每个所述标准采样点与所述当前扫描数据集的最近点距离是否均小于预设阈值；若是，判定所述标准采样点集在所述当前扫描数据集中匹配到待定台车的扫描数据集；
[0011]S4，根据所述待定台车的扫描数据集获取所述待定台车的车轮扫描数据集，并判断所述待定台车的车轮扫描数据集是否处于同一辆烧结机台车上；若是，将所述待定台车记录为备选烧结机台车；
[0012]S5，根据所述备选烧结机台车的所述车轮扫描数据集获取所述备选烧结机台车的重心值以及所述备选烧结机台车与烧结机平台的延伸方向之间的夹角值；
[0013]S6，根据所述重心值和所述夹角值确定所述备选烧结机台车的定位更换位置。
[0014]优选地，所述步骤S4中判断所述待定台车的车轮扫描数据集是否处于同一辆烧结机台车上，具体包括如下步骤：
[0015]S41，获取图像采集装置得到的当前图像信息，并从所述当前图像信息中提取出当前烧结机台车的台车编码牌图像和车轮图像；
[0016]S42，根据所述图像位置装置的坐标和视场角度，得到所述台车编码牌的坐标和车轮坐标；
[0017]S43，根据所述台车编码牌的坐标和所述车轮坐标，得到所述当前扫描数据集中相邻两辆烧结机台车的分割线；
[0018]S44，判断所述待定台车的所述车轮扫描数据集是否处于两根所述分割线之间；若是，判定所述待定台车的车轮扫描数据集处于同一辆烧结机台车上。优选地，所述步骤S1中的所述当前扫描数据集，通过如下步骤得到：
[0019]S11，获取所述2D激光扫描装置单次扫描得到的在二维坐标系下的二维截面扫描数据集；
[0020]S12，将所述二维截面扫描数据集转化为在世界坐标系下的世界截面扫描数据集；
[0021]S13，获取航车的运行速度和间隔扫描时间，将多次扫描后的所有世界截面扫描数据集作为所述当前扫描数据集。
[0022]优选地，所述步骤S2中的标准采样点集，通过如下步骤得到：
[0023]S21，根据烧结机台车设计尺寸数据，建立单辆烧结机台车的粗略三维模型；
[0024]S22，根据所述粗略三维模型建立所述标准采样点集；其中，所述标准采样点集包括车轮标准采样点、台车底板标准采样点以及台车栏板标准采样点。
[0025]优选地，所述步骤S4中根据所述待定台车的扫描数据集获取所述待定台车的车轮扫描数据集，具体包括如下步骤：
[0026]S401，获取烧结机台车的运行轨道的轨道扫描数据集；
[0027]S402，根据公式X∈[k1
‑
Δl,k1+Δl]得到单根运行轨道对应的中间扫描数据集；其中，X＝k1为运行轨道的中心线，Δl为车轮的厚度；
[0028]S403，筛选出两根运行轨道对应的所述中间扫描数据集中高度坐标大于所述轨道扫描数据集的扫描数据集作为所述待定台车的车轮扫描数据集。
[0029]优选地，所述步骤S5中的重心值，具体包括如下步骤：
[0030]S51，根据公式获取所述备选烧结机台车中单个车轮的重心坐标值；其中，Pl
i
‑
j
第i个车轮中第j个点，Pl
i
为第i个车轮的所有扫描数据集；
[0031]S52，根据公式Ti＝(C
i
‑1+C
i
‑2+C
i
‑3+C
i
‑4)/4获取所述备选烧结机台车的整车重心坐标值，并将所述整车重心坐标值作为所述重心值；其中，第i辆台车的四个车轮的重心点C
i
‑1、C
i
‑2、C
i
‑3、C
i
‑4；其中，C
i
‑1、C
i
‑2为同一侧车轮的重心点，C
i
‑3、C
i
‑4为另一侧车轮的重心点。
[0032]优选地，所述步骤S5中的夹角值，通过如下步骤得到：
[0033]根据公式获取所述备选烧结机台车与所述烧结机平台的延伸方向之间的锐角值作为所述夹角值；其中，C
i
‑
12
、C
i
‑
34
为车轮的方向向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，包括步骤：S1，获取2D激光扫描装置扫描得到的当前扫描数据集；其中，烧结机平台位于所述2D激光扫描装置的扫描范围内；所述2D激光扫描装置的移动方向为所述烧结机平台的延伸方向；S2，获取标准烧结机台车的标准采样点集，并将所述标准采样点集在所述当前扫描数据集中在水平面内平移遍历；S3，确定每次平移遍历后所述标准采样点集中的每个标准采样点与所述当前扫描数据集的最近点距离，并判断所述标准采样点集中的每个所述标准采样点与所述当前扫描数据集的最近点距离是否均小于预设阈值；若是，判定所述标准采样点集在所述当前扫描数据集中匹配到待定台车的扫描数据集；S4，根据所述待定台车的扫描数据集获取所述待定台车的车轮扫描数据集，并判断所述待定台车的车轮扫描数据集是否处于同一辆烧结机台车上；若是，将所述待定台车记录为备选烧结机台车；S5，根据所述备选烧结机台车的所述车轮扫描数据集获取所述备选烧结机台车的重心值以及所述备选烧结机台车与烧结机平台的延伸方向之间的夹角值；S6，根据所述重心值和所述夹角值确定所述备选烧结机台车的定位更换位置。2.根据权利要求1所述的用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，所述步骤S4中判断所述待定台车的车轮扫描数据集是否处于同一辆烧结机台车上，具体包括如下步骤：S41，获取图像采集装置得到的当前图像信息，并从所述当前图像信息中提取出当前烧结机台车的台车编码牌图像和车轮图像；S42，根据所述图像位置装置的坐标和视场角度，得到所述台车编码牌的坐标和车轮坐标；S43，根据所述台车编码牌的坐标和所述车轮坐标，得到所述当前扫描数据集中相邻两辆烧结机台车的分割线；S44，判断所述待定台车的所述车轮扫描数据集是否处于两根所述分割线之间；若是，判定所述待定台车的车轮扫描数据集处于同一辆烧结机台车上。3.根据权利要求1所述的用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述当前扫描数据集，通过如下步骤得到：S11，获取所述2D激光扫描装置单次扫描得到的在二维坐标系下的二维截面扫描数据集；S12，将所述二维截面扫描数据集转化为在世界坐标系下的世界截面扫描数据集；S13，获取航车的运行速度和间隔扫描时间，将多次扫描后的所有世界截面扫描数据集作为所述当前扫描数据集。4.根据权利要求1所述的用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，所述步骤S2中的标准采样点集，通过如下步骤得到：S21，根据烧结机台车设计尺寸数据，建立单辆烧结机台车的粗略三维模型；S22，根据所述粗略三维模型建立所述标准采样点集；其中，所述标准采样点集包括车轮标准采样点、台车底板标准采样点以及台车栏板标准采样点。
5.根据权利要求2所述的用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，所述步骤S4中根据所述待定台车的扫描数据集获取所述待定台车的车轮扫描数据集，具体包括如下步骤：S401，获取烧结机台车的运行轨道的轨道扫描数据集；S402，根据公式X∈[k1
‑
Δl,k1+Δl]得到单根运行轨道对应的中间扫描数据集；其中，X＝k1为运行轨道的中心线，Δl为车轮的厚度；S403，筛选出两根运行轨道对应的所述中间扫描数据集中高度坐标大于所述轨道扫描数据集的扫描数据集作为所述待定台车的车轮扫描数据集。6.根据权利要求5所述的用于指导烧结机台车更换的定位方法，其特征在于，所述步骤S5中的重心值，具体包括如下步骤：S51，根据公式获取所述备选烧结机台车中单个车轮的重心坐标值；其中，Pl
i
‑
j
第i个车轮中第j个点，Pl
i
为第i个车轮的所有扫描数据集；S52，根据公式Ti＝(C
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈陆义，赵立伟，邱立运，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：