[发明专利]一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法及系统

权利要求书

1.一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，包括：

扫描料堆，获取料堆的点云数据；

判断是否加载原料堆的点云数据，得到待解算点云数据；

解析所述待解算点云数据；

将解析后的待解算点云数据输入到预设的堆料机控制指令集解算模型中，得到控制指令；

利用所述控制指令控制堆料机运行，实现自动堆料；

其中，所述堆料机控制指令集解算模型中，将堆料机斗轮外接圆尺寸作为考虑对象。

2.如权利要求1所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，判断是否加载原料堆的点云数据时，判断扫描料堆为新堆还是补堆；若为补堆，则先加载原有料堆点云数据，再进行点云数据的解析；若为新堆，则直接进行点云数据的解析。

3.如权利要求1所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，所述待解算点云数据的解析包括堆料切入边界计算和料堆实时更新。

4.如权利要求2或3所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，堆料切入边界计算时，若为补堆，则先对原有料堆信息进行预处理，包括去噪、分割和表面重建；而后根据堆料工艺参数以及料堆信息对堆料进行切分层；根据切分层，得到当前层料堆包络边界，由料堆当前层包络边界反解切入参数。

5.如权利要求3所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，所述料堆实时更新包括：

实时获取料堆点云数据；

料堆实时点云数据分割，根据料堆堆放区域位置去除噪点数据，得到料堆所属区域数据；

对料堆所属区域点云数据网格化处理；

网格化实时更新。

6.如权利要求1所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，所述控制指令包括俯仰角、偏摆角和堆料机位置。

7.如权利要求6所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，定义水平时俯仰角为零，上仰俯仰角为正，下俯俯仰角为负；堆料机俯仰角求解时，堆料机斗轮外接圆最低点与当前作业层的底面相切，对料堆高度与堆料机大臂水平时的高度进行比较：

若堆料机大臂旋转点距离地面的高度小于料堆高度和堆料机斗轮外接圆半径的和，则堆料机俯仰角为仰角，则俯仰角为正；

若堆料机大臂旋转点距离地面的高度大于料堆高度和堆料机斗轮外接圆半径的和，则堆料机俯仰角为俯角，则俯仰角为负。

8.如权利要求6所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，偏摆角求解时，根据堆料机作业轨迹与料堆两端边界相交时与堆料机位置的转化关系，求解最小偏摆角和最大偏摆角。

9.如权利要求6所示的一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料方法，其特征在于，堆料机位置根据当前俯仰角、偏摆角和大臂长度信息，结合当前作业料堆数据坐标信息，求解当前堆料机的实时位置。

10.一种基于三维扫描的紧凑型料场自动堆料系统，其特征在于，包括扫描模块、判断模块、处理模块、堆料机控制指令集解算模块和控制模块；

所述扫描模块，被配置为：扫描料堆，获取料堆的点云数据；

所述判断模块，被配置为：判断是否加载原料堆的点云数据，得到待解算点云数据；

所述处理模块，被配置为：解析所述待解算点云数据；

所述堆料机控制指令集解算模块，被配置为：将解析后的待解算点云数据输入到预设的堆料机控制指令集解算模型中，得到控制指令；

所述控制模块，被配置为：利用所述控制指令控制堆料机运行，实现自动堆料；

其中，所述堆料机控制指令集解算模型中，将堆料机斗轮外接圆尺寸作为考虑对象。