CN104680305B - 一种料场中物料存量的管理方法 - Google Patents

一种料场中物料存量的管理方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于散货料场管理控制领域，提供了一种料场中物料存量的管理方法，包括：建立对应料场的虚拟平面，并将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块；导入所述料场中各物料堆的参数，所述参数包括：堆放类型和堆放高度；在取料机处于取料工作阶段时，记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度；根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度；确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度。本发明实施例实现了料场中物料高度和物料存量的自动管理。

Description

一种料场中物料存量的管理方法
技术领域
本发明属于散货料场管理控制领域，尤其涉及一种料场中物料存量的管理方法。
背景技术
及时掌握料场的空间状态是大型散货料场管理的重要环节，关系到来料的场地分配，直接影响到料场运营的效率和效益。由于大型散货料场的原料不断地进进出出，如何及时掌握料场的空间状态也是大型散货料场管理的一个难点。
目前，在大型散货料场管理领域，主要还是通过人工定期的目测盘点来估算物料的库存情况和料场的空间占用情况。存在以下缺点：
1、估算结果在很大程度上受人工经验的影响，误差较大；
2、劳动强度大，盘点一次需要很长时间；
3、通常经过较长周期才进行一次盘点，不能及时反映料场的空间状态。
上述问题在很大程度上影响了料场的精细化管理，不能及时掌握料场的空间利用情况就无法制定相应地对来料的场地分配进行优化，无法实现料场空间的利用效率的最大化。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种料场中物料存量的管理方法，以解决现有技术无法实现对料场中各物料堆存量的智能化管理的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种料场中物料存量的管理方法，所述方法包括以下步骤：
建立对应料场的虚拟平面，并将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块；导入所述料场中各物料堆的参数，所述参数包括：堆放类型和堆放高度；在取料机处于取料工作阶段时，记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度；根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度；确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度。
本发明实施例提供的一种料场中物料存量的管理方法的有益效果包括：本发明实施例通过构建一个料场的虚拟平面系统，并克服管理物料堆就采用目测物料堆的传统思维局限，将对物料堆的管理转化为对取料机的监控，并利用知道物料堆的高度就能知道物料堆的存量原理，基于取料机的斗轮的运动估计和斗轮的高度，计算得到物料堆在完成取料阶段后各区域的物料高度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种料场中物料存量的管理方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种虚拟料场平面的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种虚拟料场平面中子模块和运动轨迹交接示意图；
图4是本发明实施例提供的一种以采集时刻为公共坐标轴建立的运动轨迹和斗轮高度关系示意图；
图5是本发明实施例提供的一种斗轮运动轨迹示意图；
图6是本发明实施例提供的一种斗轮高度示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
如图1所示为本发明提供的一种料场中物料存量的管理方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
在步骤201中，建立对应料场的虚拟平面，并将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块。
其中，优选的是通过计算机软件系统，建立对应料场的虚拟平面，并且，在首次使用时建立完毕后，后续使用该软件系统时无需重复建立。
在步骤202中，导入所述料场中各物料堆的参数，所述参数包括：堆放类型和堆放高度。
所述导入的物料堆将以相应的比例关系呈现在虚拟平面上，所述子模块用于度量物料堆在料场虚拟平面上占地面积。
在步骤203中，在取料机处于取料工作阶段时，记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度。
在步骤204中，根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度。
在步骤205中，确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度。
本发明实施例通过构建一个料场的虚拟平面系统，并克服管理物料堆就采用目测物料堆的传统思维局限，将对物料堆的管理转化为对取料机的监控，并利用知道物料堆的高度就能知道物料堆的存量原理，基于取料机的斗轮的运动估计和斗轮的高度，计算得到物料堆在完成取料阶段后各区域的物料高度。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述建立对应料场的虚拟平面，具体包括：
按照比例关系建立对应所述料场的虚拟平面。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块，具体包括：
获取所述斗轮的铲斗尺寸，并根据所述铲斗尺寸设定子模块大小；或者，根据所述斗轮的大小设定子模块大小。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点的获取方式，具体包括：
由取料机操作人员远程输入取料机在料场上的坐标，并由系统转换为虚拟平面上的固定点；或者，由料场上的传感器获取取料机的坐标信息，返回给系统转换为虚拟平面上的固定点；或者，由系统操作人员输入取料机对应在虚拟平面上的固定点参数。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述料场中布局有取料机专属通道，而通道上设置有位置传感器，以便读取取料机的位置信息，并返回给系统转换为虚拟平面上的固定点。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度，具体是通过安装在取料机中的传感器获得。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度，具体包括：以时间为依据，记录所述悬臂在各采集时刻的旋转角度和仰角度。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度，还包括：
根据采集时刻，确定运动轨迹中各个点的斗轮高度；则所述确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆的分布，具体包括：确定与所述运动轨迹相交的子模块，并计算该相交部分轨迹上最终的斗轮高度，并以该斗轮高度作为在结束取料工作后，该物料堆对应在子模块下的物料高度。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，所述在取料机处于取料工作阶段时，具体为：取料机已经启动，并且处于斗轮取料阶段。
结合本发明实施例存在一种可行的方案，其中，在所述计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度，之后还包括：
以所述计算得到的物料堆各区域的高度，更新到虚拟平面上的物料堆，并保存；后续在启动该系统时，会呈现之前保存后的虚拟平面和平面上各物料堆的分布和对应参数；当系统人员更新取料机时，所述子模块的大小会根据所述跟新后取料机的斗轮的尺寸或者斗轮的铲斗尺寸重新生成。
实施例二
如图2所示为本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种虚拟料场平面的示意图，由图2可知，具体包括：
料场的虚拟平面0，图2中以横坐标x轴和纵坐标y轴标识，按照1:100的比例将现有的料场场地以虚拟平面方式在软件系统中生成。其中，虚拟平面已经被划分成多个子模块，构成了子模块组5。图2所示的网状坐标系是截取了整个虚拟平面的一部分(从图中的原点坐标(8,9)可知是截取的整个虚拟平面中的部分)，并结合取料机进行阐述。其中，取料机1在图2中呈现的图形是垂直俯视图，通过取料机的斗轮4、固定点2、旋转角度6、悬臂3长度和仰角度(图中不方便标识，因此，没有标识出来)，便能确定取样机中各个点在虚拟平面上的映射位置(如图2中，取料机1所示)。
实施例三
如图3所示，是本发明实施例提供的一种虚拟料场平面中子模块和运动轨迹交接示意图，其中，具体包括：
斗轮运动轨迹11，是取料机在取料工作阶段斗轮的运动轨迹在虚拟平面上的映射图，其中，箭头的方向表明斗轮运动轨迹的变化方向。图3中的斗轮运动轨迹11仅仅是一个示意图，实际的运动轨迹可能比这个简单，也可能比这个复杂，但是均可通过本实施例公开的内容实现本发明的方法。
斗轮运动轨迹相交的子模块组12，从图3中可以看到标注有阴影的多个子模块，构成了和斗轮运动轨迹相交的子模块组。具体实现中，就是将斗轮的实际运动轨迹投射到虚拟平面上作为虚拟平面的运动轨迹(在本发明各实施例中，没有特别强调实际运动轨迹时，均指投射到虚拟平面上的运动轨迹)。
其中，将斗轮的实际运动轨迹投射到虚拟平面上作为虚拟平面的运动轨迹的方法具体包括：
对于第i次采集时刻获取到的旋转角度αi，仰角度βi，结合取料机的臂长L，以固定点为原点，按照公式(1)(2)便能计算出斗轮映射到料场平面上时，相对于固定点的坐标。
xi-0＝L*cosβi*cosαi (1)
yi-0＝L*cosβi*sinαi (2)
假设固定点在虚拟平面中坐标为(x0,y0)，则所述第i次采集时刻，所述斗轮在虚拟平面上的投射坐标为：
(xi,yi)＝(axi-0-x0,ayi-0-y0) (3)
其中，a为实际料场长度和虚拟平面的坐标单位的比例转换系数，就本实施例而言，采用的是坐标单位和实际料场尺寸相同单位为例，则a的值为1。
本实施例中，具体给出了如何计算斗轮运动轨迹的方法，实际实现中并不限定是实时计算斗轮的运动轨迹的坐标，或者是在记录完整个取料工作阶段中采集的旋转角度[α1,αi]，仰角度[β1,βi]后，再集中计算生成。
通过本实施例可以发现，在计算斗轮的运动估计时，优选的是以固定点的移动为一轮记录。这样可以讲复杂的计算过程简化为如上述公式(1)至公式(3)的简单计算过程。
实施例四
如图4所示，是本发明实施例提供的一种以采集时刻为公共坐标轴建立的运动轨迹和斗轮高度关系示意图，其中，具体包括：
相比较斗轮运动轨迹11和虚拟平面上相交的子模块组，取各子模块相交的，并且落于各子模块中的，该段运动轨迹的中点，作为计算所述被相交的子模块上斗轮高度的参考点。如图4所示，各所述被相交的子模块上，斗轮的高度值都是取所述相交的子模块中运动轨迹段的中点。
在实际实现中，斗轮的运动轨迹并非像图4中显示的这么平滑，而应该是如图5所示的情况。斗轮在采集一块区域时，斗轮高度21会随之下降和上升(恢复)，并在回复高度后移动到下一个取料区域。如图5中示例的区域i挖掘到区域i+1挖掘示例。实际情况中，斗轮的高度变化也应该如图6所示，在不同取料区域进行取料时，存在斗轮的下降和上升。因此，图5中区域i斗轮上升和下降在虚拟平面中投影可以认为就是一根直线，而斗轮在所述直线的运动轨迹上，实际上完成了图6中所示的区域i斗轮下降和区域i斗轮上升的一个运动过程。为了将图5和图6简化成能够基于图4实现的方法，本实施例提供了一种可行的实现方式。具体包括：
在悬臂的旋转角没有变化，而仅仅是仰角度变化时，不做运动轨迹的记录，而仅记录旋转角度变化时的运动轨迹；
在悬臂的旋转角没有变化，而仅仅是仰角度变化时，记录斗轮下降的最低值，并将该时刻的运动轨迹采集点和斗轮高度采集点绘制到如图4所示的图中；
依次类推，便能将原本复杂而关联性不紧密的图5、图6，转化为能够在一个时间轴上描述运动轨迹和斗轮高度变化的图4。
本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种料场中物料存量的管理方法，其特征在于，所述方法包括：
建立对应料场的虚拟平面，并将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块，具体的，通过计算机软件系统，建立对应料场的虚拟平面，且在首次使用时建立完毕后，后续使用该软件系统时无需重复建立；
导入所述料场中各物料堆的参数，所述参数包括：堆放类型和堆放高度；
在取料机处于取料工作阶段时，记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度；
根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度；
确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立对应料场的虚拟平面，具体包括：
按照比例关系建立对应所述料场的虚拟平面。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述虚拟平面等分为大小相同的子模块，具体包括：
获取所述斗轮的铲斗尺寸，并根据所述铲斗尺寸设定子模块大小；或者，
根据所述斗轮的大小设定子模块大小。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点的获取方式，具体包括：
由取料机操作人员远程输入取料机在料场上的坐标，并由系统转换为虚拟平面上的固定点；或者，
由料场上的传感器获取取料机的坐标信息，返回给系统转换为虚拟平面上的固定点；或者，
由系统操作人员输入取料机对应在虚拟平面上的固定点参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述料场中布局有取料机专属通道，而通道上设置有位置传感器，以便读取取料机的位置信息，并返回给系统转换为虚拟平面上的固定点。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度，具体是通过安装在取料机中的传感器获得。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录所述取料机对应在所述虚拟平面上的固定点，以及取料机悬臂的旋转角度和仰角度，具体包括：
以时间为依据，记录所述悬臂在各采集时刻的旋转角度和仰角度。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述记录的固定点和旋转角度确定取料机的斗轮在虚拟平面上的运动轨迹；根据所述悬臂的仰角度和悬臂长度确定斗轮的高度，还包括：
根据采集时刻，确定运动轨迹中各个点的斗轮高度；
则所述确定所述虚拟平面中与所述运动轨迹相交的子模块，结合所述斗轮的高度计算取料工作完毕后物料堆的分布，具体包括：
确定与所述运动轨迹相交的子模块，并计算该相交部分轨迹上最终的斗轮高度，并以该斗轮高度作为在结束取料工作后，该物料堆对应在子模块下的物料高度。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在取料机处于取料工作阶段时，具体为：
取料机已经启动，并且处于斗轮取料阶段。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述计算取料工作完毕后物料堆各区域的高度，之后还包括：
以所述计算得到的物料堆各区域的高度，更新到虚拟平面上的物料堆，并保存；
后续在启动该系统时，会呈现之前保存后的虚拟平面和平面上各物料堆的分布和对应参数；
当系统人员更新取料机时，所述子模块的大小会根据所述更新后取料机的斗轮的尺寸或者斗轮的铲斗尺寸重新生成。
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