一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法技术

本发明专利技术属于混凝土搅拌站骨料处理领域，具体涉及一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法，通过人工智能和视觉检测技术，从来车物料分类、输送过程检测和料仓料位分析三个方面进行自动监测并执行骨料分仓任务，从而减少人为判断与操作的失误，及时发现骨料粒径波动或者不合格骨料进仓，提高混凝土搅拌站的智能化水平。水平。水平。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法


[0001]本专利技术属于混凝土搅拌站骨料处理领域，具体涉及一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法。

技术介绍

[0002]骨料作为混凝土中占比最多的材料，不同粒径的配比对混凝土强度以及水泥等用量有着至关重要的影响，在生产混凝土前对骨料类型和骨料粒径的精确控制显得尤为重要。
[0003]目前混凝土搅拌站的骨料在运输到工厂后料场时，主要通过人为对接并传递信息，将骨料指定传输到对应仓位。在操作过程中，骨料的粒径和品质无法得到保证，且存在人为分仓失误等问题，如果未及时发现，则导致料仓骨料粒径不符合要求，造成生产的混凝土有严重的质量问题。因此，迫切需要一套自动上料系统，来解决人为操作失误并全程监测骨料品质，保证混凝土生产质量的稳定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提供一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法，包括以下步骤：S1、经来料识别模块对后料场卸料点进行图像数据采集，然后通过预先训练好的目标检测网络对每一张图像进行分类，以确定是否来料；S2、对有来料的图像中心区域ROI进行处理，得出骨料类别；S3、将ROI区域彩色图像转换为灰度图像，计算判断骨料是否属于砂类；当骨料判断为粗骨料类，则对该区域骨料进行分割处理，得到料面表层的分割后的颗粒，统计出所有骨料的各粒径段体积占比和级配曲线；当骨料判断为砂类，则不进行骨料分割处理，直接给出砂类标签；S4、根据S2中得到的骨料类别和S3中得到的级配曲线，选择对应类别的级配样品数据进行对比，当骨料为粗骨料类，根据级配曲线选择与样本的差值绝对值最小的类别，每一条样品都对应各自的仓位信息；当骨料为砂类，则根据砂类样品得到对应的仓位信息；S5、判断输送皮带是否已经启动；如果输送皮带未启动，根据S4获得仓位信息，调节分仓小车到相应仓位；如果输送皮带已经启动，通过显示终端报警提示前端料车等待卸料，并等待输送皮带停止，重新执行本步骤；S6、分仓小车根据分仓命令移动到对应料仓中心区域，经图像采集模块对料仓进行图像采集，以获取料仓中每个像素点深度点云图并换算出真实高度值，计算出ROI区域的料位高度；S7、沿着分仓小车轨道方向将料仓等分为N个区域，通过每个区域的像素点高度值
统计并计算出每个区域现有的物料真实体积，其中h
i
为每个区域的像素点高度值，n为每个区域像素点个数，S
N
为每个区域的真实底面积；S8、选择现有物料体积最小的区域V
N
，获取该区域的真实坐标发送到控制中心并触发移动指令，分仓小车根据指令移动至该区域并提示料车卸料,骨料经输送皮带、仓位小车输送至料仓中。
[0006]进一步的，还包括如下步骤：S9、通过输送皮带上方的第一位移传感器感应皮带上的物面位移变化，当连续限定时间内测得的平均距离小于设定阈值，开启输送皮带上方的第一图像采集设备与第一照明光源以采集图像；S10、通过预先训练好的实例分割网络Mask R
‑
CNN对图像中骨料进行分割，计算骨料级配曲线及判断料仓信息，将得到的计算结果与S4中的计算结果相比，如果一致，将骨料粒径波动与级配数据详情等信息保存到数据库中；如果不一致，则在显示终端给出报警提示；S11、当位移传感器在设定的时间内测量物面的距离均大于设定阈值时，关闭图像采集设备，并停止输送皮带。
[0007]进一步的，所述来料识别模块包括第二位移传感器、第二图像采集设备和第二照明光源，S1具体处理过程如下：A、经第二位移传感器感应后料场卸料点下方物体位移变化，当测量到距离在第一时间内低于预设值后，触发第二图像采集设备和第二照明光源进行工作，否则重新执行本步骤；B、第二图像采集设备周期采集图像，然后通过预先训练好的目标检测网络对图像进行分类，根据提取到的目标分为三类：类别1：未来车；类别2：来车未掀开遮布；类别3：来车并掀开遮布；其中，当第二时间内判断为类别1时，则关闭第二图像采集设备和第二照明光源，重新返回步骤A；当持续获取图像期间有判断为类别2或类别3时，且类别3的次数小于M，则继续获取图像，直到出现图像为类别3的次数大于等于M时，关闭第二图像采集设备和第二照明光源，执行S2步骤。
[0008]进一步的，所述S2具体处理过程如下：对类别3的图像中心区域ROI进行处理，提取ROI区域内的HSV三个颜色通道直方图统计数据，然后将HSV三个颜色通道直方图统计数据连接为特征向量输入到支持向量机中进行计算，得出骨料类别，所述支持向量机的分类模型是预先训练完成的。
[0009]进一步的，所述S3具体处理过程如下：将ROI区域彩色图像转换为灰度图像，计算该区域的LBP和HOG特征向量，输入到预先训练过的支持向量机中进行计算，判断来骨料是否属于砂类；当骨料判断为粗骨料类，则通过预先训练好的实例分割网络Mask R
‑
CNN对该区域骨料进行处理，得到料面表层的分割后的颗粒，统计出所有骨料的各粒径段体积占比和级配曲线；当骨料判断为砂类，则不进行骨料分割处理，直接给出砂类标签。
[0010]进一步的，所述S10中，判断仓位信息的方式与S4中的相同。
[0011]进一步的，所述输送皮带上设置有安装框，所述安装框包括设置在输送皮带上方
的框架罩和设置在框架罩中的隔板，所述隔板设置有透明区域，所述第一图像采集设备设置在框架罩中位于隔板上方，与透明区域相对；所述第一照明光源设置在框架罩中位于隔板下方；所述第一位移传感器设置在框架罩中位于隔板下方，与输送皮带相对。
[0012]进一步的，所述图像采集模块包括设置在分仓小车前端的检测盒、设置在检测盒上与料仓相对的透明玻璃、设置在检测盒中用于检测料仓信息的第三图像采集设备和设置检测盒中用于补光的第三照明光源。
[0013]进一步的，所述第三图像采集设备包括3D相机。
[0014]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本申请通过限定混凝土搅拌站后料场骨料的上料方法，通过人工智能和视觉检测技术，从来车物料分类、输送过程检测和料仓料位分析三个方面进行自动监测并执行骨料分仓任务，从而减少人为判断与操作的失误，及时发现骨料粒径波动或者不合格骨料进仓，提高混凝土搅拌站的智能化水平；其中，通过输送皮带输送过程检测，实时获得骨料传输过程中的粒径分布与粒形情况，统计出每一车来料的细节数据，方便查阅与存档；同时可监控骨料粒度与粒形波动，调节混凝土的配合比，提高混凝土生产质量与稳定性。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的结构简图；图3为来料识别模块的结构示意图；图4为输送皮带的结构示意图；图5为分仓小车的结构示意图；图中，1
‑
料车、2
‑
输送皮带、3
‑
分仓小车、4
‑
处理中心、5
‑
显示终端、6
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、经来料识别模块对后料场卸料点进行图像数据采集，然后通过预先训练好的目标检测网络对每一张图像进行分类，以确定是否来料；S2、对有来料的图像中心区域ROI进行处理，得出骨料类别；S3、将ROI区域彩色图像转换为灰度图像，计算判断骨料是否属于砂类；当骨料判断为粗骨料类，则对该区域骨料进行分割处理，得到料面表层的分割后的颗粒，统计出所有骨料的各粒径段体积占比和级配曲线；当骨料判断为砂类，则不进行骨料分割处理，直接给出砂类标签；S4、根据S2中得到的骨料类别和S3中得到的级配曲线，选择对应类别的级配样品数据进行对比，当骨料为粗骨料类，根据级配曲线选择与样本的差值绝对值最小的类别，每一条样品都对应各自的仓位信息；当骨料为砂类，则根据砂类样品得到对应的仓位信息；S5、判断输送皮带是否已经启动；如果输送皮带未启动，根据S4获得仓位信息，调节分仓小车到相应仓位；如果输送皮带已经启动，通过显示终端报警提示前端料车等待卸料，并等待输送皮带停止，重新执行本步骤；S6、分仓小车根据分仓命令移动到对应料仓中心区域，经图像采集模块对料仓进行图像采集，以获取料仓中每个像素点深度点云图并换算出真实高度值，计算出ROI区域的料位高度；S7、沿着分仓小车轨道方向将料仓等分为N个区域，通过每个区域的像素点高度值统计并计算出每个区域现有的物料真实体积，其中h
i
为每个区域的像素点高度值，n为每个区域像素点个数，S
N
为每个区域的真实底面积；S8、选择现有物料体积最小的区域V
N
，获取该区域的真实坐标发送到控制中心并触发移动指令，分仓小车根据指令移动至该区域并提示料车卸料,骨料经输送皮带、仓位小车输送至料仓中。2.根据权利要求1所述的一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法，其特征在于：还包括如下步骤：S9、通过输送皮带上方的第一位移传感器感应皮带上的物面位移变化，当连续限定时间内测得的平均距离小于设定阈值，开启输送皮带上方的第一图像采集设备与第一照明光源以采集图像；S10、通过预先训练好的实例分割网络Mask R
‑
CNN对图像中骨料进行分割，计算骨料级配曲线及判断料仓信息，将得到的计算结果与S4中的计算结果相比，如果一致，将骨料粒径波动与级配数据详情等信息保存到数据库中；如果不一致，则在显示终端给出报警提示；S11、当位移传感器在设定的时间内测量物面的距离均大于设定阈值时，关闭图像采集设备，并停止输送皮带。3.根据权利要求1所述的一种混凝土搅拌站后料场骨料自动上料方法，其特征在于：所述来料识别模块包括第二位移传感器、第二图像采集设备和...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏朝明，王圣达，王英俊，黄骁民，杨建红，张宝裕，黄文景，杨宇轩，侯贵鹏，
申请(专利权)人：福建南方路面机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：