[发明专利]无人值守行车抓取安全检测方法

权利要求书

1.无人值守行车抓取安全检测方法，具体步骤如下；

步骤一，算法场景的定义；

定义场景在干散料码头、干散堆料仓库中，散料的堆放为倾倒或抓斗抛放形成，其三维分布具有连续性，又极不规则，在发货抓取时，抓斗抓取的大小为一个窗口，抓取窗口实景图及现场抓取窗口为分格图；

整个区域划分为m×n个小方块，每个方块的边长为l，单位：厘米，整个区域视作一个矩阵A_mn，每小格Aij的平均高度为H_ij(i∈(1…m)，j∈(1…n)，在抓取时，以俯视角度按归抓斗大小将A_mn分成W_pq个窗口，则每个抓取窗口W_xy(x∈(1…p)，y∈(1…n))包含A_mn中个元素的子块；

为了方便处理窗口的三维分布特征及安全特征，将每个窗口分面4个小块来进行处理，分别从平均高度、坡度等分布特征、安全特征进行建模；

步骤二，分布特征模型；

假设料仓区域为m×n基本单元块，任一基本单元块Aij四个角的坐标为：

每个窗口区域占l×c个基本单元块，整个区域划分的窗口个数为：

则任一窗口W_pq的坐标为：

对于任何一个抓取窗口W_pq，根据影响安全与效率的特征定义相应窗口；

对于上述三维堆料分布的特征，从分布特点、安全性相关方面进行建模；

为方便表达抓取窗口的分布特征，将抓取窗口分成4个子窗口，窗口的中心点为4个子窗口的交叉点，对于任何一个窗口W_pq，其中心点为C_pq，中心窗口为WC_pq，位于窗口中心点所在的子窗口中，抓取窗口的子窗子分别为W1_pq、W2_pq、W3_pq、W4_pq；

则子窗口的中心点分别为C_pqk，其中k∈[1…4]，中心子窗口位于窗口中心的一个子窗口，其中心点为C_pq。设W_pq、WC_pq、C_pqk的平均高度为HW_pq、HC_pq、HC_pqk，

对干散堆料来讲，式(4)反映此抓取窗口的平均高度，当平均高度达不到抓取要求时，或与邻居窗口差距较大时，不允许抓取；

其中W1_pq为矩阵所覆盖的所有单元块的平均高度，H2_pq，H3_pq，H4_pq平均高度的依此类推，中心窗口的坐标为：

假设任何一抓取窗口的W_pq高度平均值为mHW_pq，因干散料具有边对分布特征，因此用各子窗口子块的平均高度Hk_pq，k∈[1…4]与中心窗口的均值表面特征，则子窗口Wk_pq的表面特征参数Fk_pq为：

Fk_pq＝mean(HSk_pq)，k∈[1…4]) (式5)

式中，HSk_pq＝|Hk_pq|-HC_pq，指任一子窗口的单元子窗口高度与中心子窗口的高度差；则由式5可得窗口的分布特征为：

步骤三，安全特征模型；

从干散堆料的现场可知，抓取时，当一个方向为大陡坡即高程差，大坡度越大，则越容易出现安全隐患，窗口的安全性与一个方向的分布高度差有直接关系，以东西方向为例，对于任一抓取窗口W_pq，其F_pq越小、东西方向高度差越小，安全性越高。窗口W_pq左、右高差均值分别为L_pq、R_pq，则

其中为调剂系数，L_pq＝HS1_pq+HS2_pq，R_pq＝HS3_pq+HS4_pq。

2.根据权利要求1所述的无人值守行车抓取安全检测方法，其特征在于，对于任何一个抓取窗口W_pq，根据影响安全与效率的特征定义相应窗口；具体有以下三种情况：

(1)总体平均，且为“峰”，抓取效果好，无安全隐患；

(2)中心凹陷，抓取效果差，安全风险极小；

(3)一边高一边低，抓取效果不定，安全风险高，特别是沿着抓斗窗口长边方向，风险极大。