斗轮取料机换库路径规划方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种斗轮取料机换库路径规划方法、设备及存储介质，所述方法包括确定作业料堆；获取作业料堆的第一点云数据、以及作业料堆与当前料堆之间的料堆的第二点云数据；将第一点云数据和第二点云数据转换成世界坐标系下的点，得到第一点集合；从第一点集合中提取出Z坐标大于悬臂末端高度的所有点，得到第二点集合；将第二点集合以俯视角度压平，得到料堆合围曲线；从料堆合围曲线中找出靠近斗轮取料机轨道的所有凸点，并将所有凸点存入队列中；以悬臂末端在世界坐标系中的位置为起点，根据起点和列队中的凸点确定终点，根据起点和终点确定每段转移路径。本发明专利技术可以实现换库路径的自主规划，提高现场适应性。提高现场适应性。提高现场适应性。

【技术实现步骤摘要】
斗轮取料机换库路径规划方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于路径规划
，尤其涉及一种基于深度摄像头的斗轮取料机换库路径规划方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在炼钢企业及火力发电厂，经常使用燃煤作为原料，并且常使用斗轮取料机进行取料，斗轮取料机一般以悬臂式斗轮取料机为主，悬臂式斗轮取料机主要包括斗轮机构、俯仰机构、回转机构、行动机构以及输料机构。现在大多煤场是人工操作斗轮取料机，或者自动化斗轮取料机。人工操作斗轮取料机费时费力，作业效率低，且工作环境中粉尘噪声等污染严重，对人体有害。而当前的一些自动化斗轮取料机，通过简单编程完成定时、定路径作业，这种斗轮取料机只能实现简单、重复作业，无法自适应规划换库路径，导致斗轮取料机换库时间长，且现场适应性极差；同时由于无法有效识别料堆和车辆等非料堆物体，很多时候需要人工临时介入，仅在一定程度上解决了人工操作斗轮取料机劳动强度大的问题，缺乏人工操作的灵活性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种斗轮取料机换库路径规划方法、设备及存储介质，以解决当前斗轮取料机无法自适应规划转移路径，导致换库时间长、现场适应性差的问题。
[0004]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种斗轮取料机换库路径规划方法，包括以下步骤：
[0005]步骤1：确定作业料堆；
[0006]步骤2：获取所述作业料堆的第一点云数据、以及获取所述作业料堆与当前料堆之间斗轮取料机所需经过的料堆的第二点云数据；其中，当前料堆是指斗轮取料机当前位置处的料堆；
[0007]步骤3：将所述第一点云数据和所述第二点云数据中的每个点转换成世界坐标系下的点，得到第一点集合；其中，所述世界坐标系是以斗轮取料机的轨道中点为原点、以斗轮取料机轨道为X轴、以垂直于斗轮取料机轨道且平行于水平面为Y轴、以垂直于XY面为Z轴构建的三维坐标系；
[0008]步骤4：从所述第一点集合中提取出Z坐标值大于斗轮取料机的悬臂末端高度的所有点，得到第二点集合；
[0009]步骤5：将所述第二点集合以俯视角度压平，得到料堆合围曲线；
[0010]步骤6：从所述料堆合围曲线中找出靠近斗轮取料机轨道的所有凸点，并按照凸点与斗轮取料机之间的距离大小将所有凸点存入队列中；其中，所述队列中的第一个凸点与斗轮取料机之间的距离最小；
[0011]步骤7：以斗轮取料机的悬臂末端在世界坐标系中的位置为起点，当所述第一个凸点的Y坐标值小于起点的Y坐标值时，以第一个凸点为终点；当所述第一个凸点的Y坐标值大
于等于起点的Y坐标值时，以由第一个凸点的X坐标值和起点的Y坐标值构成的点为终点，根据所述起点和所述终点确定第一段转移路径；
[0012]步骤8：以第一段转移路径的终点为起点，当第二个凸点的Y坐标值小于起点的Y坐标值时，以第二个凸点为终点；当第二个凸点的Y坐标值大于等于起点的Y坐标值时，以第二个凸点的X坐标值和起点的Y坐标值构成的点为终点，根据所述起点和所述终点确定第二段转移路径；
[0013]步骤9：重复步骤8，直到完成所述队列中所有凸点下的转移路径规划，输出转移路径规划结果。
[0014]进一步地，所述步骤1中，确定作业料堆的具体实现过程包括：
[0015]获取作业场地中各料堆的点云数据，根据各料堆的点云数据确定各料堆的层数；
[0016]根据各料堆的层数以及斗轮取料机与各料堆之间的距离确定作业料堆。
[0017]进一步地，所述获取作业场地中各料堆的点云数据，根据各料堆的点云数据确定各料堆的层数，具体包括：
[0018]获取各料堆的平面图和深度图；
[0019]根据所述平面图和深度图得到对应料堆的点云数据；
[0020]根据料堆的点云数据确定对应料堆的高度，并对所述料堆进行分层，得到层数。
[0021]进一步地，所述根据各料堆的层数以及斗轮取料机与各料堆之间的距离确定作业料堆，具体包括：
[0022]选取层数最高的料堆作为作业料堆；
[0023]当层数最高的料堆有两个或两个以上时，选取距离斗轮取料机最近且层数最高的料堆作为作业料堆。
[0024]进一步地，所述步骤6中，从所述料堆合围曲线中找出靠近斗轮取料机轨道的所有凸点的具体实现过程包括：
[0025]在每个料堆合围曲线上找出X坐标值最小和最大的两个点X1、X2；
[0026]在靠近X轴且点X1与点X2之间的曲线上提取多个离散点；
[0027]对提取的多个离散点进行一元非线性拟合，得到一元非线性回归模型；
[0028]求解一元非线性回归模型的所有极小值的坐标，得到对应料堆的凸点。
[0029]进一步地，所述方法还包括：当所述斗轮取料机根据转移路径规划结果转移至作业料堆时，所述斗轮取料机对所述作业料堆进行取料作业。
[0030]基于同一构思，本专利技术还提供一种电子设备，所述电子设备与斗轮取料机通信连接，所述电子设备包括：
[0031]存储器，用于存储计算机程序；
[0032]处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的斗轮取料机换库路径规划方法。
[0033]基于同一构思，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的斗轮取料机换库路径规划方法。
[0034]有益效果
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0036]本专利技术能够在需要换库时实时获取各料堆的点云数据，根据各料堆的点云数据自适应进行转移路径规划，提高了换库效率和现场适应性；本专利技术采用自主规划路径来替代人工，可实现全天候不间断作业，大大提高了作业效率；所规划的转移路径大大减少了斗轮取料机的换库时间，换库过程中的功耗/效能比最低，减少了功率损耗，现场环境适应性强；本专利技术无需人工参与，具有自主工作能力，减少了操作人员在高温、强噪声、粉尘等恶劣环境中的作业时间，降低了恶劣环境对操作人员的伤害风险。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1是本专利技术实施例中斗轮取料机换库路径规划方法流程图；
[0039]图2是本专利技术实施例中转移路径规划时凸点示意图；
[0040]图3是本专利技术实施例中无遮挡时俯仰角范围的计算示意图；
[0041]图4是本专利技术实施例中确定作业起点和作业终点的示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斗轮取料机换库路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：确定作业料堆；步骤2：获取所述作业料堆的第一点云数据、以及获取所述作业料堆与当前料堆之间斗轮取料机所需经过的料堆的第二点云数据；其中，当前料堆是指斗轮取料机当前位置处的料堆；步骤3：将所述第一点云数据和所述第二点云数据中的每个点转换成世界坐标系下的点，得到第一点集合；其中，所述世界坐标系是以斗轮取料机的轨道中点为原点、以斗轮取料机轨道为X轴、以垂直于斗轮取料机轨道且平行于水平面为Y轴、以垂直于XY面为Z轴构建的三维坐标系；步骤4：从所述第一点集合中提取出Z坐标值大于斗轮取料机的悬臂末端高度的所有点，得到第二点集合；步骤5：将所述第二点集合以俯视角度压平，得到料堆合围曲线；步骤6：从所述料堆合围曲线中找出靠近斗轮取料机轨道的所有凸点，并按照凸点与斗轮取料机之间的距离大小将所有凸点存入队列中；其中，所述队列中的第一个凸点与斗轮取料机之间的距离最小；步骤7：以斗轮取料机的悬臂末端在世界坐标系中的位置为起点，当所述第一个凸点的Y坐标值小于起点的Y坐标值时，以第一个凸点为终点；当所述第一个凸点的Y坐标值大于等于起点的Y坐标值时，以由第一个凸点的X坐标值和起点的Y坐标值构成的点为终点，根据所述起点和所述终点确定第一段转移路径；步骤8：以第一段转移路径的终点为起点，当第二个凸点的Y坐标值小于起点的Y坐标值时，以第二个凸点为终点；当第二个凸点的Y坐标值大于等于起点的Y坐标值时，以第二个凸点的X坐标值和起点的Y坐标值构成的点为终点，根据所述起点和所述终点确定第二段转移路径；步骤9：重复步骤8，直到完成所述队列中所有凸点下的转移路径规划，输出转移路径规划结果。2.根据权利要求1所述的斗轮取料机换库路径规划方法，其特征在于，所述步骤1中，确定作业料堆的具体实现过程包括：获取作业场地中各料堆的点云数据，根据各料堆的点云数据确定各...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘斌，彭超，
申请(专利权)人：湖南锐异智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：