[发明专利]一种基于二维激光扫描仪的散料场料堆建模方法

说明书

本发明涉及一种基于二维激光扫描仪的散料场料堆建模方法，包括以下步骤：步骤1、将二维激光扫描仪安装在斗轮堆取料机上；步骤2、设置斗轮堆取料机走行的起始位置和结束位置，然后启动斗轮堆取料机，并借助于二维激光扫描仪对料场中对应的料堆进行扫描；步骤3、主机系统建立与二维激光扫描仪的TCP/IP通讯连接，用以获取二维激光扫描仪的料堆扫描数据，并完成解析料堆扫描数据；步骤4、主机系统建立与斗轮堆取料机走行、回转和俯仰机构PLC的OPC通讯，用以获取斗轮堆取料机实时运行的数据。本发明提供的方法将二维扫描仪与斗轮堆取料机运动相结合，对料场料堆进行扫描，生成三维点云数据，进而实现料场料堆数字模型建设。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，尤其涉及一种基于二维激光扫描仪的散料场料堆建模方法。

背景技术

在散料场信息化建设中，利用扫描仪对料场料堆进行扫描建模，完成料场料堆建模。操作人员在远程界面能够清晰看到料堆实时状况包括料堆长宽高、体积等数据。料堆数字化建摸为智能化无人化堆取料提供了关键的数据，推进了斗轮堆取料机智能化无人化，也进一步提高料场管理和生产效率。

对料堆扫描，往往第一时间考虑的是三维激光扫描仪，但是由于三维激光扫描仪长时间运行会影响寿命，此外三维激光扫描仪成本相较于二维扫描仪较高，因此采用二维激光扫描仪来完成料场料堆的扫描。二维激光扫描仪与三维激光扫描仪的扫描原理不同，三维激光扫描通过连续的发射激光，将空间信息以点云的形式记录，实现了所见即所得。

而二维激光扫描仪发射的激光处于一个平面，因此所扫描到的信息只能是空间中的一条线，并且是基于二维坐标系，无法直接获得空间信息用以料场料堆的建模。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于二维激光扫描仪的散料场料堆建模方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种基于二维激光扫描仪的散料场料堆建模方法，包括以下步骤：

步骤1、将二维激光扫描仪安装在斗轮堆取料机上；

步骤2、设置斗轮堆取料机走行的起始位置和结束位置，然后启动斗轮堆取料机，并借助于二维激光扫描仪对料场中对应的料堆进行扫描；

步骤3、主机系统建立与二维激光扫描仪的TCP/IP通讯连接，用以获取二维激光扫描仪的料堆扫描数据，并完成解析料堆扫描数据；

步骤4、主机系统建立与斗轮堆取料机走行、回转和俯仰机构PLC的OPC通讯，用以获取斗轮堆取料机实时运行的数据，并根据实时运行数据计算出二维激光扫描仪的实时位置数据；

步骤5、主机系统将解析后的料堆扫描数据与二维激光扫描仪的实时位置数据相结合，得到实时的料场料堆点云数据；

步骤6、主机系统通过对获取的实时料场料堆点云数据进行下采样、滤波、平滑、三维重建处理，得到料堆数字化模型。

优选地，所述步骤1还包括：

步骤1.1、设置高度高于斗轮堆取料机大臂栏杆高度的竖立支架，并安装于大臂栏杆处；

步骤1.2、设置长度能够使二维激光扫描仪扫描时完全避开大臂平台的水平支架，并与竖立支架焊接安装；

步骤1.3、将二维激光扫描仪安装在水平支架下侧，并连接好二维激光扫描仪所需的电源线与通讯网线。

优选地，所述步骤3还包括：

步骤3.1、获取二维激光扫描仪的IP地址和端口号；