[发明专利]一种散煤车采样方法

权利要求书

1.一种散煤车采样方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一. 准备对照样本数据集：

1.1 采集样本数据：相机拍摄多幅散煤车厢的俯视图像，人工检测拍摄的画像，并将检测结果合格的画像保存至样本图像库；

1.2对样本图像库内的画像进行人工标注，将拉筋、车厢厢体、散煤堆放区使用矩形框框选，并标注框选的特征类别，每幅样本画像生成.xml文件，.xml文件中包括图像名称、图像储存位置、框选的车厢厢体、拉筋、散煤堆放区、被煤层覆盖的拉筋区的位置，各个特征类别人工标注的矩形框按左上角点的横纵坐标以及矩形框右下角点的横纵坐标定位保存，.XML文件及与之对应的样本图像存储为YOLO预训练样本对照数据集；

1.3利用步骤1.2中得到的样本数据集，对YOLO模型进行训练，并将更新后的YOLO样本对照数据集存储至中央控制系统；

步骤二. 使用车厢高度识别装置测量车厢底板高度：

步骤三. 数据采集：利用照像机采集捕获运煤卡车车厢的俯视图像，并上传至中央控制系统储存，中央控制系统使用YOLO深度神经网络对输入的图像数据进行识别，将输入图像的点云和像素点对应并把其RGB信息赋予对应的点云，生成2D点云检测框，对得到的点云检测框中的点云信息与步骤一中得到的YOLO预训练样本对照数据集进行对比，根据两者的重合度权重对目标物体进行识别判断，并最终向中央控制系统输出带有RGB和特征信息的点云聚类结果，点云聚类结果内包括车厢厢体的水平坐标位置集、散煤堆放区的水平坐标位置集以及位于散煤堆放区内拉筋的水平坐标位置集；

步骤四. 取样点坐标计算：中央控制系统按照步骤二得到的车厢底板高度坐标Z1及步骤三得到的车厢点云聚类结果计算出取样点坐标，取样点坐标包括按照点云聚类结果避开车厢拉筋及车厢侧板位置得出的水平面上的2D坐标X、Y，以及按照高于步骤二取得的Z1高度坐标的原则所得出的取样点高度坐标Z；

步骤五. 样品采集：中央控制系统按照步骤四得出的取样点坐标，控制三轴定位装置操作取样头对车厢内的煤层进行取样。

2.根据权利要求1所述的一种散煤车采样方法，其特征在于：步骤一的1.2步骤中，对样本图像库内的画像进行人工标注过程还包括：对于被煤层覆盖的拉筋区进行人工标识，人工标识方法包括在被煤层覆盖的拉筋正上方的煤层表面设置标志物，所述标志物包括置放在煤层表面的物品或在煤层表面刻划的标志，所述标志物足以被步骤三中的照像机识别，在框选过程中框选标志物并标注框选的特征类别为暗藏拉筋并按步骤1.2存储为YOLO预训练样本对照数据集。

3.根据权利要求1所述的一种散煤车采样方法，其特征在于：步骤二中，车厢高度识别装置包括底座，所述底座固定在水平地板上，所述底座上设置有升降装置，所述升降装置包括固定架、滑架以及电动推杆，电动推杆上设置有编码器或霍尔反馈板，编码器或霍尔反馈板用于记录推杆的行程长度；电动推杆的输出端设置有滑架，所述固定架固定设置在底座上，滑架滑动设置在固定架上，滑架在电动推杆的推动下可沿固定架上下往复运动，滑架上设置有激光测距仪，激光测距仪的测距探头朝向待探测车厢的方向。

4.根据权利要求3所述的一种散煤车采样方法，其特征在于：步骤二中，使用车厢高度识别装置测量车厢底板高度包括以下步骤：

步骤2.1. 电动推杆带动滑架回归Z轴零点，Z轴零点设置在与车厢侧板相对应的水平面上；

步骤2.2. 电动推杆启动，同时启动激光测距仪，滑架由Z轴零点向下方的车厢底板方向运动；

步骤2.3. 激光测距仪向下测得连续的车厢侧板间距；

步骤2.4. 激光测距仪下落至车厢底板下方，测得车厢底板下方的间隙距离，该间隙距离远大于激光测距仪与车厢侧板之间的间距，记录测得间距突变时滑架的Z轴坐标Z0；

步骤2.5. 从Z0点开始，电动推杆带动滑架继续下降2-5cm，确认间隙位置，随后回升至Z0点，继续上升2-5cm，确认Z0为间距突变点；

步骤2.6. 根据Z0及滑架的Z轴零点坐标高度得到车厢底板高度Z1。

5.根据权利要求1所述的一种散煤车采样方法，其特征在于：步骤二中，车厢两侧设置有多台车厢高度识别装置。