[发明专利]基准面不平整的料堆体积测量方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到料堆体积的测量技术领域，特指一种基准面不平整或处于斜坡面上的料堆体积的测量方法。

背景技术

为了准确地获取大型料堆的体积，传统技术主要采用两种方式：1.通过人工整形，然后丈量，计算出料堆的体积，这种方式的缺点在于：误差较大、费时费力；2.通过测量装置（如激光测距或激光扫描装置）获取料堆表面特征点集，以过某个点的水平面为料堆基准面，构建不规则三角网模型或规则网格模型；将该模型划分为若干个三棱柱或四棱柱，累计小棱柱体积和即为料堆体积。这种方法大大提高了测量精度和工作效率，但一旦实际料场面不平整甚至料堆处于斜坡上，如以过某个点的水平面为料堆的基准面，认为基准面以上是料堆，那么得到的料堆体积会比实际体积偏大或偏小，造成测量的误差较大。

目前，从业者提出的解决基准面不平整的料堆体积测量方法主要有两种，方法一是从料堆表面特征点集A（a₀,a₁…a_i）中，选取基准面特征点集B（b₀,b₁…b_j），得到集合B中高程最大值和最小值的平均值p，以过p的水平面为料堆基准面，该基准面以上即为料堆体积。这种方法误差较大，不适合基准面起伏较大或斜坡幅度较大的情况；方法二是根据集合B中数据得到具有某个坡度的三角形基准面，根据三角形基准面面积和料场长度得到基准面体积，料堆真实体积为料堆体积减去基准面体积，这种方法要求选取的集合B要尽可能代表基准面特征，否则得到的坡度角误差大，同样不适合基准面起伏较大或斜坡幅度较大的情况。综上所述，现有上述这两种基准面不平整的体积测量方法的缺陷就在于：适用范围小、使用要求严格、测量误差大。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种精度高、形象直观、操作简单、适应范围广、且易于实施的基准面不平整的料堆体积测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基准面不平整的料堆体积测量方法，其步骤为：

（1）获得料场基准面的特征点集C（c₀,c₁…c_i）；

（2）选取料场基准面的特征点集C中任意高程值P，通过高程值P的水平面，即为零平面；

（3）用步骤（1）中所选取的料场基准面的特征点集C投影到零平面上构建体积模型；高程小于P的点集与零平面所围体积为V₀，高程大于或等于P的点集与零平面所围体积为V₁；

（4）利用测量装置获取料堆表面的特征点集D(d₁,d₂,…d_i)；

（5）用步骤（4）中选取的料堆表面的特征点集D投影到零平面上，构建体积模型，得到料堆体积V₂；

（6）料堆真实体积V=V₂+V₀-V₁。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（1）中，利用测量装置来获取料场基准面的特征点集C（c₀,c₁…c_i）。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（1）中，从已有料场图形上获取特征点集C（c₀,c₁…c_i）。

作为本发明的进一步改进：所述测量装置为激光测距或激光扫描装置。

作为本发明的进一步改进：所述体积模型为三棱柱或四棱柱或四面体。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（2）中，选取高程最小的点c₁，通过点c₁的水平面即为零平面，此时V₀为零。

所述步骤（2）中，选取高程最大的点c_i，通过点c_i的水平面即为零平面，此时V₁为零。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的精度高，大大减少了因料堆的基准面不平整或处于斜坡面上带来的体积测量误差。

2、本发明的适应范围广，可以适用于任何不规则、不平整、斜坡幅度大、基准面起伏大的基准面。