[发明专利]一种基于体积计量的露天矿山车厢残留物检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于体积计量的露天矿山车厢残留物检测方法及系统，属于车厢残留物检测领域，该方法包括：采集待检测矿车的空车厢的第一点云信息；对当前矿车进行装载后，在矿车的卸载过程中实时采集包括矿车车体以及车厢转载物的第二点云信息，并对第二点云信息进行解析，以获得待检测矿车的实时运行信息；根据实时运行信息中指示的车体运动状态变化和车厢运动状态变化信息来监测待检测矿车的卸料动作；在卸料完成时，将当前第二点云信息与第一点云信息进行对比分析，从而得到待检测矿车的车厢残留物的体积。本发明通过对车厢装载物体积的高精度计算，能够实时监测矿车车厢残留物的状态，提高了矿车的运载效率，简化了矿区作业流程。

技术领域

本发明属于车厢残留物检测领域，尤其是涉及一种基于体积计量的露天矿山车厢残留物检测方法及系统。

背景技术

露天矿区作业主要包括装载、运输以及卸载三大任务，全程都涉及对物料的装载。其中，装载时需要保证在不超重的情况下尽可能多的装载物料，以便提高作业效率；运输时需要保证物料不洒落到道路上，否则会影响行车安全，降低运输效率；而在卸载时，则需要保证物料被完全倒出，不会残留车厢内，影响后续装载运输作业的效率。在潮湿的环境中，煤矿、泥土等小颗粒度物料很容易成块黏在车厢上，在矿车卸载时很难完全卸干净，且很难被发现，降低了矿车的装载量，增加了矿车空载的油耗量，影响了矿区作业效率。

针对矿车车厢的残留物检测能够及时发现车厢上附着的物料，从而能够在第一时间通知相关人员进行清理，以降低矿车空载的油耗，提高矿车的运输效率。在实现本发明的过程中，发明人发现，目前国内对于矿车车厢残留物检测的研究较少，现有检测方法大多是基于载重计量而设计的。

（1）一种车辆载重计量装置，包含一个位移传感器以及信号处理模块，安装于车辆悬吊系统的弹性支撑装置上，通过测量弹性支撑装置的形变来计算载重。该方法可以在不需人工测量的情况下自动监测车辆的载重情况，并将测量结果以信号传递的形式发送出去。该方法通过弹性系统形变计算载重，灵敏度较低，不利于残留物的检测，并且，该载重计量装置需要安装到每辆车上，不利于扩展，成本也会随车辆数量增加而线性增大。

（2）一种基于图像处理的矿车计量监控系统，该方法通过轨道式传感器对矿车进行称重，同时利用安装在轨道正上方的摄像机采集的图像数据判断矿车运行的方向，并对矿车的运行速度进行计算，对矿车进行计数。该方法在轨道式计量的基础上引入了摄像机实现对矿车运行情况的监测，不过本质上还是使用传统的接触式计量方式，同样存在敏感度低等问题。

除此之外，在矿车车厢计量领域，目前大都是接触式的（例如：地磅等），这需要司机将矿车开到指定地点并停车进行计量，整个过程耗时耗力，且干扰了矿车正常的形式作业。国外目前也有一些非接触式计量方案，比较有代表性的就是SICK的单线激光雷达方案。然而，该方案需要两个龙门架和四颗高精度单线激光雷达，整套系统非常笨重并且价格昂贵，可扩展性差。另外，SICK也没有将这套系统和车厢残留物检测结合起来，只是用作矿车装载计量。图1是本申请实施例的基于体积计量的露天矿山车厢残留物检测方法的现有技术的示意图。参照图1，一种针对矿车装载计量系统，该系统由两个龙门架、四台高精度的单线激光雷达以及一台计算设备组成。其中一台单线激光雷达安装在一个龙门架上径向扫描的矿车数据，另外三台单线激光雷达安装在另一个龙门架上横向扫描的矿车数据。计量时，矿卡需要完整通过两个龙门架，通过龙门架上的单线雷达数据重建矿车以及物料的三维模型，从而计算得到物料体积。该方案的实现所需的成本较高。另外，由于该方案需要矿车完整的通过两个龙门架，因此只能应用于道路上，整体来说比较繁琐。

发明内容