CN101937249A - 堆料检测控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堆料检测控制方法及系统，该方法包括：利用激光扫描仪对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；实时采集扫描数据；实时从控制堆料机的PLC读取所述PLC的状态数据；对所述扫描数据进行解码并结合PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标；在空间坐标中分离料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓；利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰；计算堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向PLC发送对所述堆料机的控制指令；所述PLC根据接收到的控制指令来对所述堆料机的操作。利用本发明提供的方法和系统，能够实时和精确地判断出堆料机的大臂和料堆的距离，可以实现堆料机的全自动堆料作业。

Description

堆料检测控制方法及系统

技术领域

本发明涉及堆料机操控领域，更具体地，涉及一种堆料检测控制方法及系统。

背景技术

目前，煤炭港口的堆料机操作一般都通过人工操作来进行控制，人工控制堆料机的过程如下：司机根据中控人员的指令，将堆料机开到指定位置后，将堆料机大臂旋转一定的角度(例如56.6°)，然后根据场垛高低将堆料机大臂俯仰到合适位置，再启动悬臂皮带机开始堆料作业，司机观察料堆与大臂上的抛料滚筒的距离，如果料堆与大臂上的抛料滚筒的距离小于1.5米，则司机判断大臂高度是否高于18米，如果司机判断大臂高度低于18米，则控制堆料机将堆料机的大臂抬高，保持大臂与料堆相距2.5米左右，并继续通过皮带机传输矿料进行堆料作业，直到大臂高度高于或等于18米，如果大臂高于或等于18米，司机则控制堆料机向堆场的空侧行走3至4米，并在该处继续进行堆料作业，直到堆料作业完毕。

在上述堆料作业过程中，从开始作业到作业完毕，全部是在中控人员的指令调动下由堆料机司机手动控制堆料机来完成的。虽然上述过程中控制堆料机行走和大臂俯仰的操作可以通过PLC控制实现自动化，但是观察堆料与大臂的距离的步骤需要依赖司机的判断，该步骤很难通过PLC来自动实现，这也是煤炭港口的堆料作业一直无法实现全自动控制的最大原因。

为了解决这个问题，目前各大港口尝试采用了以下测试技术来判断堆料与大臂的距离：悬挂式倾斜开关检测、超声波检测、红外线检测、单点式激光测距开关检测、微波雷达检测等，这些技术手段都存在一些缺点从而无法与PLC配合实现真正意义上的无人堆料控制。下面在表1中列出了上述检测技术的缺点。

表1

综合表1中的各种检测技术，现有技术中对堆料的检测和监控上述各种检测技术只能实现单点的距离测量，并且容易产生较大的检测误差或者检测结果很容易受环境干扰，从而根本不能准确地判断堆料与大臂的距离，所以，现有技术中无法脱离司机完全对堆料机进行自动控制。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种堆料检测控制方法和利用该方法的系统，能够自动判断出堆料机的大臂与料堆波峰的距离并根据判断结果向堆料机的控制单元PLC发出控制指令，实现了无人干预的全自动堆料作业。

本发明提供了一种堆料检测控制方法，该方法包括以下步骤：

1)利用激光扫描仪对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；

2)实时采集扫描数据；

3)实时从控制所述堆料机的PLC读取所述PLC的状态数据；

4)对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标；

5)在空间坐标中分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓；

6)利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰；

7)计算所述堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送对所述堆料机的控制指令；

8)所述PLC根据接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

本发明提供了一种堆料检测控制系统，该系统包括：激光扫描仪，用于对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；处理器，用于从激光扫描仪实时采集扫描数据，从控制所述堆料机的PLC实时读取PLC的状态数据，对所述扫描数据进行解码并建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标，在空间坐标中分离料堆的轮廓和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓，利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰，和计算堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送堆料机的控制指令；以及所述PLC，根据从所述处理器接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

利用本发明提供的堆料检测控制方法和系统，通过激光扫描仪对料堆和堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描，由数据采集计算机进行数据读取、解码、建立空间坐标、分离料堆轮廓和抛出的料流轮廓，从而识别料堆波峰，进而能够实时和精确地判断出堆料机的大臂和料堆的距离，并根据判断的结果结合PLC的状态数据向堆料机的控制装置PLC发送堆料机的控制指令，例如控制堆料机大臂俯仰至合适位置或控制堆料机行走等，从而实现了堆料机的全自动堆料作业。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的堆料检测控制方法的流程图；

图2是示出了激光扫描仪、料堆、堆料机的抛料滚筒以及抛出的料流的示意图；

图3是利用根据本发明的堆料检测控制方法分离出的料堆的轮廓的示意图；

图4是根据本发明的实施方式的堆料检测控制系统的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明的实施方式。

图1示出了根据本发明的实施方式的堆料检测控制方法的流程图。参考图1，本发明提供了一种堆料检测控制方法，该方法包括以下步骤：

1)利用激光扫描仪对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；

2)实时采集扫描数据；

3)实时从控制所述堆料机的PLC读取所述PLC的状态数据；

4)对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标；

5)在空间坐标中分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓；

6)利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰；

7)计算所述堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送对所述堆料机的控制指令；

8)所述PLC根据接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

其中，在步骤1)，利用激光扫描仪对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描，以实时获得料堆的轮廓以及抛料滚筒抛出的料流轮廓等数据。如图2所示，可以采用二维激光扫描仪1进行激光扫描，将该二维激光扫描仪固定设置在堆料机大臂5的在抛料滚筒2前方的端部位置上。由于料流在落在料堆上向四周分散下滑使得料堆的中间高于四周成锥状，所以通常料堆的波峰位于料流落下的平面上。因而，应使得该二维激光扫描仪1的扫描平面位于从抛料滚筒3抛出的料流所在的平面上，并优选位于抛出的料流的中央的平面，以扫描料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓，这样料堆的波峰就位于所扫描的料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓上。

在步骤2)，由处理器从激光扫描仪实时获取扫描数据，以用于对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓的扫描数据进行处理。处理器可以通过TCP/IP协议与激光扫描仪进行通信，来实时获取扫描数据。

在步骤3)，处理器实时读取控制堆料机的PLC的状态数据，所述状态数据例如包括堆料机的行走位置、堆料机大臂回转角度、堆料机大臂俯仰角度、滚筒高度、悬臂皮带机状态等，以用于与扫描数据结合起来进行处理从而判断堆料机的大臂与料堆的波峰的距离。处理器可以通过Rsview Opc服务器与PLC进行数据交换。

在步骤4)，处理器对从激光扫描仪采集的扫描数据进行解码，然后建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标。从激光扫描仪采集的扫描数据通常是ASCII码，其可以包括扫描仪的扫描频率、每两个扫描数据点的角度精度(每隔0.25°或者0.5°)、扫描数据点的数量、扫描仪的工作状态信息、各扫描数据点的扫描距离和料堆和抛出的料流的轮廓信息等多种信息，因而需要首先对扫描数据进行解码，即需要通过ASCII码转换机制将其转换成十进制码，并从转换后的十进制码中提取以激光扫描仪1所在点为原点、以堆料机大臂的延伸方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据。

优选地，由于激光扫描仪1安装在堆料机的大臂5上，所以随着堆料机大臂俯仰角度的改变，激光扫描仪1扫描出来的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标的极角是相对于堆料机大臂5俯仰角度的角度，因而可以使扫描得到的各点的极坐标的极角减去堆料机大臂俯仰角度，得到扫描的各点相对于水平方向的角度，即得到以激光扫描仪1所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据。

还可以对得到的极坐标数据进行优化。例如，可以通过诸如中值滤波算法对各点的极坐标数据进行滤波，以去除极坐标数据中的诸如去除料堆周围空间内的雪花、雨雾、煤尘等的噪声干扰。中值滤波算法是本领域技术人员公知的，在此不再赘述。

还可以通过拟合算法对丢失的点的极坐标数据进行数据补齐，该拟合算法有多种，其对于本领域的技术人员是公知的，在此不再赘述。

然后，将优化后的各点的极坐标数据转换成以激光扫描仪1的所在点为原点、以水平方向为x轴、以竖直方向为y轴的直角坐标数据，从而建立相应的空间坐标。

在步骤5)，识别料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓。可以通过空间坐标二次求导及拐点计算的方法来识别从堆料机的抛料滚筒抛出的料流，具体方法如下：料堆和抛出的料流的轮廓上各点的直角坐标为(x，y)，其中横坐标x为该点距离原点(即激光扫描仪1所在点)的水平距离，纵坐标y为该点距离原点的竖直距离。对相邻两个点的坐标进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数。然后再对Y’进行二次求导：Y”＝(Y’2-Y’1)/(x2-x1)，Y”为二次导数。对空间坐标中的各个点二次求导，并记录二次导数Y”为零的点。然后分析各个二次导数为零的点，如果某点的二次导数前后相邻两点的导数符号相反且该点二次导数为零，则判断该点为抛出的料流和料堆相交的拐点A(x_a，y_a)。横坐标x小于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为从堆料机的抛料滚筒抛出的料流。横坐标x大于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为料堆的轮廓。这样，就分离出了料堆轮廓和抛出的料流轮廓。图3就示出了利用根据本发明的堆料检测控制方法分离出的料堆的轮廓的示意图。

在步骤6)，利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰。可以通过空间坐标求导及最大值计算的方法来识别料堆的波峰，具体方法如下：对识别出的料堆轮廓上的各点的直角坐标(x，y)进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数，并记录一次导数Y’为零的点。然后对一次导数Y’为零的点的纵坐标y进行比较，确定y值最大的点为料堆的波峰点B(x_b，y_b)。

在步骤7)，处理器利用大臂上述料堆的波峰点B(x_b，y_b)的坐标可以计算出大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离。从而可以根据然后根据大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，向PLC发出堆料机的控制指令，PLC根据接收的指令来控制所述堆料机的操作。例如，如果料堆与大臂的距离小于1.5米，则处理器根据从PLC接收到的滚筒高度的数据来判断滚筒高度是否高于18米，若滚筒高度低于18米，则处理器向PLC发送将堆料机的大臂抬高例如1米的指令，此时PLC控制堆料机的大臂抬高1米并继续通过皮带机传输矿料进行堆料作业，直到滚筒高度高于或等于18米，此时处理器根据接收到PLC的滚筒高度的数据判断滚筒高度高于或等于18米，则处理器向PLC发送控制堆料机向前行走例如4米的指令，此时PLC控制堆料机向前行走4米并在该处继续进行堆料作业，直到堆料作业完毕。

参考图4，本发明还提供了一种利用上述堆料检测控制方法的堆料检测控制系统，该系统包括：激光扫描仪，用于对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；处理器，用于从激光扫描仪实时采集扫描数据，从所述PLC实时读取PLC的状态数据，对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标，在空间坐标中分离料堆的轮廓和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓，利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰，和计算堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送堆料机的控制指令；以及所述PLC，根据从所述处理器接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

其中，处理器可以通过TCP/IP协议与激光扫描仪进行通信，以及处理器可以通过Rsview Opc服务器与PLC进行数据交换。

优选地，所述激光扫描仪可以为二维激光扫描仪1，所述处理器可以为工业计算机。参考图2，二维激光扫描仪1固定设置在堆料机大臂5的在抛料滚筒2前方的端部位置上。由于料流在落在料堆上向四周分散下滑使得料堆的中间高于四周成锥状，所以通常料堆的波峰位于料流落下的平面上。因而，应使得该二维激光扫描仪1的扫描平面位于从抛料滚筒3抛出的料流所在的平面上，并优选位于抛出的料流的中央的平面，以扫描料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓，这样料堆的波峰就位于所扫描的料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓上。

处理器从PLC接收的所述状态数据可以包括堆料机大臂俯仰角度，以及以下各项中的至少一者：堆料机的行走位置、堆料机大臂回转角度、滚筒高度和悬臂皮带机状态。

所述处理器对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标可以包括：通过ASCII码转换机制将所述扫描数据转换成十进制码以进行解码，并从转换后的十进制码中提取以所述激光扫描仪所在点为原点、以堆料机大臂的延伸方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，然后使所提取的各点的极坐标数据的极角减去所述堆料机大臂俯仰角度，得到以所述激光扫描仪所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，最后将所得到的各点的极坐标数据转换成以所述激光扫描仪所在点为原点以水平方向为x轴、以竖直方向为y轴的直角坐标数据。

所述处理器在空间坐标中分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓可以包括：对料堆和抛出的料流的轮廓上的相邻两个点的直角坐标进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；再对Y’进行二次求导：Y”＝(Y’2-Y’1)/(x2-x1)，Y”为二次导数；重复上述两步，依次对料堆和抛出的料流的轮廓上的所有点进行二次求导，并记录二次导数Y”为零的点；如果某点的二次导数前后相邻两点的导数符号相反且该点二次导数为零，则判断该点为抛出的料流和料堆相交的拐点A(x_a，y_a)；横坐标x小于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为从堆料机的抛料滚筒抛出的料流，横坐标x大于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为料堆的轮廓。

所述处理器识别所述料堆的波峰可以包括：对分离出的料堆轮廓上的各点的直角坐标(x，y)进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；记录一次导数Y’为零的点，然后对一次导数Y’为零的点的纵坐标y进行比较，确定y值最大的点为料堆的波峰点B(xb，yb)。

所述处理器利用大臂上述料堆的波峰点B(xb，yb)的坐标可以计算出大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离。从而可以根据然后根据大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，向PLC发出堆料机的控制指令，PLC根据接收的指令来控制所述堆料机的操作。例如，如果料堆与大臂的距离小于1.5米，则处理器根据从PLC接收到的滚筒高度的数据来判断滚筒高度是否高于18米，若滚筒高度低于18米，则处理器向PLC发送将堆料机的大臂抬高例如1米的指令，此时PLC控制堆料机的大臂抬高1米并继续通过皮带机传输矿料进行堆料作业，直到滚筒高度高于或等于18米，此时处理器根据接收到PLC的滚筒高度的数据判断滚筒高度高于或等于18米，则处理器向PLC发送控制堆料机向前行走例如4米的指令，此时PLC控制堆料机向前行走4米并在该处继续进行堆料作业，直到堆料作业完毕。

利用本发明提供的堆料检测控制方法和系统，通过激光扫描仪对料堆和堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描，由数据采集计算机进行数据读取、解码、建立空间坐标、分离料堆轮廓和抛出的料流轮廓，从而识别料堆波峰，进而能够实时和精确地判断出堆料机的大臂和料堆的距离，并根据判断的结果结合PLC的状态数据向堆料机的控制装置PLC发送堆料机的控制指令，例如控制堆料机大臂俯仰至合适位置或控制堆料机行走等，从而实现了堆料机的全自动堆料作业。

Claims (15)

1.一种堆料检测控制方法，该方法包括以下步骤：

1)利用激光扫描仪对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；

2)实时采集扫描数据；

3)实时从控制所述堆料机的PLC读取所述PLC的状态数据；

4)对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标；

5)在空间坐标中分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓；

6)利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰；

7)计算所述堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送对所述堆料机的控制指令；

8)所述PLC根据接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

在所述步骤1)中，所述激光扫描仪为二维激光扫描仪，并且所述激光扫描仪的扫描平面位于从抛料滚筒抛出的料流所在的平面上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述状态数据包括堆料机大臂俯仰角度，以及以下各项中的至少一者：堆料机的行走位置、堆料机大臂回转角度、滚筒高度和悬臂皮带机状态。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

在所述步骤4)中，通过ASCII码转换机制将所述扫描数据转换成十进制码以进行解码，并从转换后的十进制码中提取以所述激光扫描仪所在点为原点、以堆料机大臂的延伸方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，然后使所提取的各点的极坐标数据的极角减去所述堆料机大臂俯仰角度，得到以所述激光扫描仪所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，最后将所得到的各点的极坐标数据转换成以所述激光扫描仪所在点为原点以水平方向为x轴、以竖直方向为y轴的直角坐标数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，

在步骤4)中，在得到以所述激光扫描仪所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据之后，以及在将所得到的各点的极坐标数据转换成直角坐标数据之前，先通过中值滤波算法对所述各点的极坐标数据进行滤波。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，

在步骤4)中，在得到以所述激光扫描仪所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据之后，以及在将所得到的所述各点的极坐标数据转换成直角坐标数据之前，先通过拟合算法对丢失的点的极坐标数据进行数据补齐。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，

在步骤5)中，通过以下步骤来分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓：

对料堆和抛出的料流的轮廓上的相邻两个点的直角坐标进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；

再对Y’进行二次求导：Y”＝(Y’2-Y’1)/(x2-x1)，Y”为二次导数；

重复上述两步，依次对料堆和抛出的料流的轮廓上的所有点进行二次求导，并记录二次导数Y”为零的点；

如果某点的二次导数前后相邻两点的导数符号相反且该点二次导数为零，则判断该点为抛出的料流和料堆相交的拐点A(x_a，y_a)；

横坐标x小于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为从堆料机的抛料滚筒抛出的料流，横坐标x大于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为料堆的轮廓。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

在步骤6)中，通过以下步骤来识别所述料堆的波峰：

对分离出的料堆轮廓上的各点的直角坐标(x，y)进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；

记录一次导数Y’为零的点，然后对一次导数Y’为零的点的纵坐标y进行比较，确定y值最大的点为料堆的波峰点B(x_b，y_b)。

9.一种堆料检测控制系统，该系统包括激光扫描仪、处理器、PLC，所述激光扫描仪与所述处理器连接，所述处理器与所述PLC连接，其中：

所述激光扫描仪用于对料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流进行激光扫描；

所述处理器用于从激光扫描仪实时采集扫描数据，从所述PLC实时读取PLC的状态数据，对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标，在空间坐标中分离料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓，利用料堆的轮廓来识别料堆的波峰，和计算堆料机的大臂上的抛料滚筒与料堆的波峰之间的距离，并根据计算结果向所述PLC发送堆料机的控制指令；以及

所述PLC用于根据从所述处理器接收到的控制指令来所述堆料机的操作。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器通过TCP/IP协议与所述激光扫描仪进行通信，以及所述处理器通过Rsview Opc服务器与所述PLC进行数据交换。

11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述激光扫描仪为二维激光扫描仪，并且所述激光扫描仪的扫描平面位于从抛料滚筒抛出的料流所在的平面上。

12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述状态数据包括堆料机大臂俯仰角度，以及以下各项中的至少一者：堆料机的行走位置、堆料机大臂回转角度、滚筒高度和悬臂皮带机状态。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述处理器对所述扫描数据进行解码并结合所述PLC的状态数据建立关于料堆和从堆料机的抛料滚筒抛出的料流的点的空间坐标包括：通过ASCII码转换机制将所述扫描数据转换成十进制码以进行解码，并从转换后的十进制码中提取以所述激光扫描仪所在点为原点、以堆料机大臂的延伸方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，然后使所提取的各点的极坐标数据的极角减去所述堆料机大臂俯仰角度，得到以所述激光扫描仪所在点为原点、以水平方向为极轴的料堆和抛出的料流的轮廓上各点的极坐标数据，最后将所得到的各点的极坐标数据转换成以所述激光扫描仪所在点为原点以水平方向为x轴、以竖直方向为y轴的直角坐标数据。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，

所述处理器在空间坐标中分离料堆和从所述堆料机的抛料滚筒抛出的料流的轮廓包括：

对料堆和抛出的料流的轮廓上的相邻两个点的直角坐标进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；

再对Y’进行二次求导：Y”＝(Y’2-Y’1)/(x2-x1)，Y”为二次导数；

重复上述两步，依次对料堆和抛出的料流的轮廓上的所有点进行二次求导，并记录二次导数Y”为零的点；

如果某点的二次导数前后相邻两点的导数符号相反且该点二次导数为零，则判断该点为抛出的料流和料堆相交的拐点A(x_a，y_a)；

横坐标x小于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为从堆料机的抛料滚筒抛出的料流，横坐标x大于该拐点A的横坐标x_a的所有点构成的轮廓为料堆的轮廓。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，

所述处理器识别所述料堆的波峰包括：

对分离出的料堆轮廓上的各点的直角坐标(x，y)进行一次求导：Y’＝(y2-y1)/(x2-x1)，其中x1和x2分别为相邻两个点的横坐标，y1和y2分别为相邻两个点的纵坐标，Y’为一次导数；

记录一次导数Y’为零的点，然后对一次导数Y’为零的点的纵坐标y进行比较，确定y值最大的点为料堆的波峰点B(xb，yb)。

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