[发明专利]一种散装物料装载均匀布料自适应调节方法

说明书

本发明涉及一种散装物料装载均匀布料自适应调节方法，包括：识别车帮；确定点云三维空间坐标；获取纵贯车厢中线的物料堆顶端点云；二维数据标量化；分析物料堆高数据；当前车厢中间段物料高度计算；计算下一节车厢的刮料调节量；调整装车。本发明通过点云计算得出物料形态的多点定位高度数据，利用这些数据对于已装车物料形态进行定性和定量评估，定性评估主要是对前“亏”、后“盈”与专家数据库装料高度值比对并初步判断造成过“亏”或过“盈”的原因，经过大数据分析比对得出下一节车厢刮料设定量，决策出下一节需要调节刮料高度。本发明能够将传统需要经验的装车方式转化为自动化的计算过程，简化了操作人员的劳动强度，提高了装车效率。

技术领域

本发明涉及一种散装物料装载均匀布料自适应调节方法，是一种自动化运输设备的装车工艺方法，是一种对型号统一的列车车厢装载散装商品煤炭并防止偏载的自动化装车工艺方法。

背景技术

物料装载不能偏载是铁路装车运输的基本要求，能否将煤炭等散装物料均匀的装入车厢是影响装车效果的重要因素。传统装载商品煤炭的自动化装车站，对车厢开闸放料的过程完全由操作员控制，装载的货物是否偏载(偏载主要是因前后装载不均匀而造成)，完全依靠操作员的工作经验。对于列车车厢型号统一的列车，操作员可以通过观察前一节车厢的装车状况和回忆前一节车厢操作，在下一节车厢装车的过程中对溜槽的方向和闸门开度进行微调，使下一节车厢的装车更加均匀。在常规的装车作业过程中，操作员依靠经验确定该物料平料高度，利用肉眼评估该车厢装车效果，根据车厢末尾部分物料的“空”或“鼓”情况判断下一节车厢的平料高度。

判断的规则是：1、如果车厢末尾部分物料较“空”，说明前部分物料装高了，后面部分不够装了，那么下一节车厢需要将物料刮料高度调低一点；2、如果车厢末尾部分物料较“鼓”，说明前部分物料装低了，后面部分无法装平，只能任由物料“鼓包”，那么下一节车厢需要将物料刮料高度调高一点；3、刮料高度的调节，完全依赖操作员经验。同时依靠肉眼观察车厢剩余体积和待装重量(实时称重)，通过比对即时装载高度以及依赖装车经验来调节装料溜槽刮料高度。

相同质量下物料的体积大小受物料颗粒密度、物料湿度以及环境温度等因素影响，使得按标载量将物料均匀装入车厢等容器内困难较大。由于装车作业往往持续数个小时，同批次物料的密度可能会存在一个渐变过程，例如煤炭在洗选后在储料仓搁置时间长短会影响其湿度变化及颗粒间隙变化，从而造成其单位质量下体积的变化，另外同一煤种的煤炭采自不同的工作面，其密度会有不同。种种不确定性，使得操作员无法按照同一装料高度进行每节车厢的装车操作，须随时根据当节车厢的装车效果指导后面的装车高度调节，结果是操作员工作强度大，出现操作缺陷和失误的概率增加。如何将这种人的经验转换为自动化的控制，进而实现装载的完全自动化，是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种散装物料装载均匀布料自适应调节方法。所述的方法通过扫描前一节车厢的装载状态，对前一节车厢的装载状态进行评估，制定下一节车厢的装载方案，进而实现全自动化均匀装载。

本发明的目的是这样实现的：一种散装物料装载均匀布料自适应调节方法，所述方法所使用的系统包括：沿列车运行方向，在装车站装载口出车方向，正对车厢纵向中线上方架设至少一台多线激光雷达，所述激光雷达的个数和高度的确定以能够扫描出整个车厢范围为准；所述的方法的步骤如下：

步骤1，识别车帮：车厢进入激光雷达检测范围后，识别出车厢的前梆、后梆、侧梆，并测出前梆、后梆、侧梆的位置，识别过程如下：

识别带状点云：所述的带状点云点为边缘整齐的一端开放一端封闭的矩形，或为封闭矩形；所述的带状点云与地面平行，外侧有高度突变；根据带状点云数据与数据库中提取的当前车厢型号和尺寸进行比对确定带状点云所涵盖形状为车厢前、后、侧梆；