[发明专利]一种取料的调度方法

权利要求书

1.一种取料的调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：接受作业任务，获取取料作业任务信息，所述作业任务信息至少包括作业物料的名称、取料重量；

S2：获取料场中各料堆的堆料信息，利用三维激光扫描仪获取料场中物料的三维坐标值，计算识别料场中各料堆占地面积和体积；

S3：根据步骤S1中获得的取料作业任务信息，对比步骤S2中计算识别的料场中各料堆的信息，筛选合适取料条件的取料区域进入步骤S4，当没有合适的取料条件的取料区域时，抛弃当前作业计划并上传错误信息；所述合适取料条件至少包括料堆的物料名和物料的重量与作业计划相匹配；

S4：获取当前空闲取料设备信息，计算空闲取料设备与3中筛选的取料区域的距离，筛选出合适的空闲取料设备进行推荐并进入步骤S5，当没有空闲的取料设备时抛弃当前作业计划并上传错误信息；

S5：选择推荐的空闲取料设备在筛选的取料区域执行当前取料作业。

2.根据权利要求1所述的堆取料的调度方法，其特征在于，所述步骤S2中料场料堆占地面积和体积的确定步骤如下：

S2.1：利用三维激光扫描仪的输出数据计算料场中物料的在三维激光扫描仪坐标系下的三维坐标值(x、y、z)，并对三维激光扫描仪坐标系下的三维点云数据进行储存；

S2.2：建立料场坐标系，通过空间坐标系变换，将步骤S3.1.1中的三维激光扫描仪坐标系下的三维点云数据转换为料场坐标系下的三维坐标数据；

S2.3：采用图像识别的方式，将料场坐标系下料堆物料的三维坐标数据转换为以高度值为灰度值的图片数据，对指定区域的图片数据按照点云高度值进行二值化处理，根据料场参数设定料堆高度阈值，然后对图片进行边缘识别，识别料场料堆精确的占地区域的面积；

S2.4：料场料堆的实际体积计算：料堆表面采用三角面进行网格化，采用积分的方法对每个三角面所对应的三角柱进行体积进行累加计算料堆体积。

3.根据权利要求2所述的堆取料的调度方法，其特征在于，所述步骤S2.1中料场物料的在三维激光扫描仪坐标系下的三维坐标值(x、y、z)的计算公式如下：

x＝S*cosθ*cosα

y＝S*cosθ*sinα

z＝S*sinθ

上式中，x、y、z分别为三维激光扫描仪坐标系下的横坐标、竖坐标和纵坐标，S、θ、α为三维激光扫描仪的输出数据，具体，S为目标点到扫描仪坐标系原点的距离，θ为目标点与原点之间垂直方向上的角度值，α为三维激光扫描仪先后两次射出的射线之间的水平角度值。

4.根据权利要求3所述的堆取料的调度方法，其特征在于，所述步骤S2.4中料场料堆的实际体积计算公式如下：

V_i＝V_ABC-A'B'C'＝V_{A”B”C-A'B'C'}+V_B-A”B”C+V_A-A”BC

式中，A、B、C分别为料堆表面的三点，其在料场坐标系下的三维坐标分别为A(x_A,y_A,z_A),B(x_B,y_B,z_B),C(x_C,y_C,z_C)，其中z_C小于z_A和z_B，A、B、C三点构成三角柱的顶面，A'、B'、C'分别为A、B、C三点在地面的投影，A、B、C三点构成三角柱的底面，A”点为从点C作与线段C'A'平行的直线与线段AA'的交点，B”点为从点C作与线段C'B'平行的直线与线段BB'的交点；V为料堆的实际体积，V_i为第i个三角柱的体积，n为三角柱的数量，V_ABC-A'B'C'为三角柱ABC-A'B'C'的体积，V_{A”B”C-A'B'C'}为以A”B”C为顶面、A'B'C'为底面的三棱柱的体积，V_B-A”B”C为以B为顶角、A'B”C为底面的三棱锥的体积，V_A-A”BC为以A为顶角、A'BC为底面的三棱锥的体积。