[发明专利]一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统

权利要求书

1.一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述质量检测系统包括：速度编码器、激光雷达、激光雷达安装架、移动破碎线皮带、控制器，激光雷达安装架与移动破碎线皮带固定连接，激光雷达通过激光雷达安装架安装于移动破碎线皮带正上方，使激光雷达正对移动破碎线皮带中央，能完整采集输送带运料点云数据；激光雷达在激光雷达安装架上能任意调整安装高度；速度编码器与移动破碎线皮带的从动轮轴相连，用于检测输送带带速，所述控制器与速度编码器、激光雷达、移动破碎线皮带连接，控制整个系统运行，所述移动破碎线皮带上还安装有异物检测装置，设置在激光雷达前端；

先进行异物检测，再进行质量检测，质量检测的检测方法包括如下步骤：

步骤1、数据采集：(1)输送带空载点云采集：通过激光雷达连续采集移动破碎线皮带运行前的空载输送带点云，并上传至控制器处理；(2)输送带运料点云采集：通过激光雷达连续采集移动破碎线皮带运行期间的运料点云，并上传至控制器处理；(3)输送带速度采集：通过编码器采集移动破碎线皮带运行速度，上传至控制器处理计算；

步骤2、运料质量计算：控制器根据激光雷达、编码器、移动破碎线皮带上传的数据，得出运料质量；

步骤3、数据显示及保存：在控制器的屏幕上实时显示拼接后的运料点云、单位时间的运料质量和累计的运料质量、输送带运行速度信息，并将所有检测数据保存，以便后续查看。

2.根据权利要求1所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述异物检测装置包括：异物检测相机和异物检测支架；异物检测支架与移动破碎线皮带固定连接，异物检测相机通过滑轨悬挂在异物检测支架上，异物检测相机可以根据需要进行左右水平移动的合适位置，并位于移动破碎线皮带正上方，使异物检测相机正对移动破碎线皮带中央，能完整的照射物料表面检测物料中的异物；当物料经过异物检测相机下面，异物检测相机检测物料中是否有异物，当检测到异物存在的时候，将异物信息传输给控制器，控制器控制移动破碎线皮带停止运行，将异物取出后，输送带再运行。

3.根据权利要求1所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：激光雷达安装架包括：上下移动板、门式安装架、丝杆机构、直线导轨机构、滑轨、链轮机构、摇柄，所述门式安装架通过滑轨跨装在移动破碎线皮带上，根据需要，将激光雷达水平移动到需要的位置，上下移动板通过直线导轨机构安装在门式安装架中，丝杆机构固定在门式安装架上，丝杆机构中的螺母与上下移动板固定，链轮机构与丝杆机构连接，所述摇柄安装在链轮机构上，在垂直方向上，通过旋转摇柄控制丝杆机构带动上下移动板上下移动，进而带动激光雷达在垂直方向上移动到需要的位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述控制器中点云的数据处理步骤包括：点云预处理、输送带位置标定、运料点云拼接。

5.根据权利要求4所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述的点云预处理步骤包括:

点云截取:点云截取根据激光雷达与物料的相对安装位置，对原始点云进行ROI感兴趣区域提取，减少环境点云干扰；

点云下采样:点云下采样在减少点云数量的同时保持点云形状，加快后续步骤处理速度；

离群点滤波：离群点滤波去除点云数据采集步骤中混入的噪声数据，减少噪声对后续处理的影响。

6.根据权利要求4所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述的输送带位置标定步骤通过将每次采集空载输送带点云相互叠加，通过下采样的方式对其归一化处理，将处理后的点云作为输送带无运料时的标定值。

7.根据权利要求4所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：运料点云拼接步骤根据编码器测量的输送带速度计算点云拼接初值，将预处理后的运料点云根据时间顺序连续拼接，形成连续的运料点云，并将其按时间顺序标注序号。

8.根据权利要求1所述的一种基于异物检测和点云拼接的移动破碎线皮带物料质量检测系统，其特征在于：所述运料质量计算步骤根据时间顺序以标定点云长度作为单位长度将运料点云连续截取，采用点云拼接的方式将每次截取的运料点云与标定点云拼接，计算拼接后的运料点云与标定点云中包含的空间体积，即为本次截取测量的运料体积，结合运料密度即可获得运料质量；对截取的点云连续计算质量，根据运料点云的时间序号可计算得单位时间的运料质量和累计的运料质量。