CN109029259A - 一种封闭煤场固定式盘煤方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封闭煤场固定式盘煤方法，用以解决现有技术中盘煤不精确的问题，本方法包括：S1：通过多个固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集对应煤堆的预设三维信息；S2：获取当前煤堆对应的煤质信息；S3：计算出当前煤堆对应的三维模型信息；S4：将计算出的当前煤堆对应的三维模型信息按照预设显示方式显示在预设平台上。采用本方法将旋转云台固定安装至封闭煤场的预设位置上，提高了扫描精度，降低了操作人员的工作量，实现实时盘煤，并且设置有多个旋转云台以及激光测距仪，通过分区块扫描，再经过数据整合，消除叠加信息和无用信息，最终达到盘煤无盲区，盘煤精度高的效果。

Description

一种封闭煤场固定式盘煤方法及系统

技术领域

本发明涉及封闭式煤场监控技术领域，具体涉及一种大型封闭煤场固定式盘煤系统及方法。

背景技术

燃煤电厂的燃煤成本占其总成本的70％左右，生产经营过程准确地了解燃煤库存情况，并对其进行科学地管理是燃煤电厂节约能耗，降低燃煤成本重要的一个环节。传统人工式盘煤由于费时费力且误差极大，近几年基本被电厂淘汰。盘煤仪盘煤则在煤场管理中起到重要作用。

但当今市场上的固定式盘煤方式存在较明显的缺陷：

(1)将盘煤仪安装在可行走的煤场机械上，如煤场堆取料机、斗轮机，例如公开号为CN204963795U的中国专利中。当斗轮机在堆取料工作时，盘煤作业则不能同时进行，无法单独进行盘煤作业，且盘煤作业需要斗轮机的行走运行，功耗相当大；另外斗轮机自身庞大而不规则的体积本身为盘煤作业带来监测盲区，斗轮机覆盖的位置无法获得准确的煤堆体积信，进而无法准确获得煤场库存数据；并且随着斗轮机的行走过程，必然对检查系统带来振动，这会产生严重的数据偏差，造成测量结果的不准确性。

(2)将盘煤仪安装在斗轮机门架上，并通过可伸缩机械臂和云台控制盘煤仪的高度和角度，不受煤场煤堆高度影响且扫描盲区有所降低，如公开号为CN104111035B的中国专利中。此种安装运行当时虽然降低了扫描盲区，但斗轮机运行产生的振动仍不可避免，且扫描盲区仍然存在，最终的扫描精度较低，盘煤效果较差。

(3)将盘煤仪安装在煤场封闭框架的轨道上的小车上，利用牵引系统牵引或小车自带的动力系统，利用小车的移动进而带动盘煤仪在煤场上部往复运动并扫描煤堆信息，进而生成煤堆的三维形状，如公开号为CN207335775U的中国专利和CN207395803U的中国专利。此种盘煤仪的安装方式确实能有效降低扫描的盲区，但存在一个致命缺陷，即是盘煤仪在轨道上的平稳运行不能保证；小车在轨道上的运行必须无任何颠簸，这就必须保证轨道的绝对水平位置以及绝对的平整性，因为任何小的波动都会造成最终盘煤精度的降低，并且扫描速度慢，需要行走完成才能结束，未能真正意思上做到实时盘煤，因此此种运行方式在当今煤场盘煤检测中还未得到大面积推广，只是一种较理想的工作方式。

因此，本领域急需开发一种精度高，扫描无盲区的煤场盘煤系统。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种盘煤精度高，实现实时盘煤，并且盘煤扫描无盲区的封闭煤场固定式盘煤方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种封闭煤场固定式盘煤方法，包括步骤：

S1：通过多个固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集对应煤堆的预设三维信息；

S2：将采集的煤堆的预设三维信息传输至后台服务器，获取当前煤堆对应的煤质信息；

S3：按照预设三维模型构建算法，结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

S4：将计算出的当前煤堆对应的三维模型信息按照预设显示方式显示在预设平台上。

进一步地，步骤S1包括：

S11：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集封闭煤场煤堆的预设表面特征信息；

S12：结合煤堆的预设表面特征信息以及预设空间坐标算法计算出煤堆的预设空间坐标信息。

进一步地，步骤S11包括：

S111：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪测量对应煤堆的多个预设扫描点进行扫描；

S112：获取测量过程煤堆每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息，并计算出每个预设扫描点的高度信息。

进一步地，步骤S12包括：

S121：将获取的每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息以及计算出的每个预设扫描点的高度信息结合预设空间坐标算法，计算出每个预设扫描点的空间坐标信息；

S122：将每个预设扫描点的空间坐标信息按照预设整合算法进行整合获取当前煤堆的空间坐标信息。

进一步地，步骤S2包括：

S21：将采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号，并通过预设光纤将煤堆预设三维信息光信号传输至预设光信号处理模块；

S22：通过预设光信号处理模块将接收的煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号，并通过预设电缆将煤堆预设三维信息电信号传输至后台服务器；

S23：获取当前煤堆的堆放空间位置信息并结合煤堆预设三维信息和预设煤质信息数据库，获取当前煤堆对应的煤质信息。

进一步地，步骤S23包括：

S231：通过旋转云台的位置信息获取当前对应的煤堆的堆放空间位置信息，结合当前煤堆的堆放空间位置和调用的预设煤质信息数据库，获取当前煤堆的煤堆种类和煤堆密度；

S232：根据获取的煤堆的预设三维信息计算得出当前煤堆的煤堆体积；

S233：结合当前煤堆的煤堆密度和当前煤堆的煤堆体积，计算出煤堆的煤堆质量信息，并储存。

一种封闭煤场固定式盘煤系统，包括：

数据采集模块，用于采集煤堆的预设三维信息；

数据传输模块，用于将采集煤堆的预设三维信息传输至后台服务器；

煤质获取模块，用于调用预设煤质信息数据库并结合采集的煤堆的预设三维信息，获取当前煤堆的煤质信息；

数据处理模块，用于按照预设三维模型构建算法，结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

三维显示模块，用于按照预设显示方式结合计算的三维模型信息，将当前煤堆的三维模型信息显示在预设平台上。

进一步地，数据采集模块包括：

多个激光测距仪，用于通过激光测量煤堆的每个预设扫描点距离激光测距仪的距离；

多个旋转云台，固定安装在预设位置，并和激光测距仪对应固定连接，并带动激光测距仪轴向旋转；

进一步地，旋转云台包括：

减速电机，用于为旋转云台转动提供动力；

旋转编码器，用于实时记录旋转云台的旋转角度。

进一步地，数据传输模块包括：

第一数据转化模块，用于通过光纤收发器将数据采集模块采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号；

第二数据转化模块，用于将煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号；

光纤，用于将第一数据转化模块转化的煤堆预设三维信息光信号传输至第二数据转化模块；

电缆，用于连接第二数据转化模块和数据处理模块，并将煤堆预设三维信息电信号传输至数据处理模块。

本发明的有益效果为：

(1)将旋转云台固定安装在预设位置上，预设位置相对煤堆为绝对静止，激光测距仪与旋转云台相连，实现轴向相对动作；一旦旋转云台安装位置正确，无安装倾斜等情况，激光测距仪在扫描过程中相对煤堆没有相对振动，扫描精度大大提高，避免了盘煤仪安装在斗轮机等旋转机械上的振动而对扫描过程造成的不利影响。

(2)由于旋转云台和激光测距仪未安装在斗轮机等运动机械上，盘煤过程无需考虑斗轮机的运行与否，盘煤可以完全独立化，并且降低操作人员的工作量，实现实时盘煤。

(3)在煤棚预设位置上安装多台旋转云台和对应的激光测距仪，分区域对应扫描不同煤堆的预设三维信息，可以有效将各区重叠区域进行合并计算，并且算法能有效过滤斗轮机与斗轮机遮挡的煤堆部分，做到扫描无盲区。

(4)在煤棚预设位置上安装多台旋转云台和对应的激光测距仪，各旋转云台和对应的激光测距仪分区扫描不同煤堆区域的三维坐标信息，可实现大型和超大型封闭煤场的盘煤操作。本方案，对煤场的面积无要求，实用性强，理论上只要增加盘煤仪的台数，可不考虑封闭煤场的面积，实现煤场的全方位扫描。

(5)先将采集的预设三维信息电信号转化为光信号，然后采用光纤传输，有效解决无线传输易被障碍物遮挡的缺陷。并且光纤传输使得数据传输更为可靠。

附图说明

图1是本发明封闭煤场固定式盘煤方法流程图；

图2是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的系统结构图；

图3是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的旋转云台和激光测距仪安装布置图；

图4是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的煤场示意图；

图5是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的旋转云台和激光测距仪安装结构图；

图6是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的扫描工作原理图。

图7是本发明封闭煤场固定式盘煤系统的煤堆原图。

图8是封闭煤场固定式盘煤系统的煤堆扫描的三维模型结果图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供了一种封闭煤场固定式盘煤方法，如图1、图3至图8所示，本封闭煤场固定式盘煤方法包括步骤：

S1：通过多个固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集对应煤堆的预设三维信息；

S2：将采集的煤堆的预设三维信息传输至后台服务器，获取当前煤堆对应的煤质信息；

S3：按照预设三维模型构建算法，结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

S4：将计算出的当前煤堆对应的三维模型信息按照预设显示方式显示在预设平台上。

其中，封闭煤场指：煤场上部设置有可覆盖整个煤堆的钢桁架(网架)或其他形式的封闭结构设施。煤场形状包括“条形煤场”和“圆形煤场”。其中“条形煤场”指堆煤区域呈长条形的煤场，煤堆截面一般为梯形或者三角形；“圆形煤场”值指堆煤区域呈圆形的煤场，煤堆截面一般为梯形或者三角形。

封闭煤场中都有固定的高空马道，即施工道路平台，相对于封闭煤场是固定设置的，本实施例中提供的多个固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪，即在封闭煤场内的高空马道上的多个预设位置对应固定安装有旋转云台，以及每个旋转云台上固定安装有激光测距仪。

进一步地，步骤S1包括：

S11：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集封闭煤场煤堆的预设表面特征信息；

S12：结合煤堆的预设表面特征信息以及预设空间坐标算法计算出煤堆的预设空间坐标信息。

进一步地，步骤S11包括：

S111：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪测量对应煤堆的多个预设扫描点进行扫描；

S112：获取测量过程煤堆每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息，并计算出每个预设扫描点的高度信息。

进一步地，步骤S12包括：

S121：将获取的每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息以及计算出的每个预设扫描点的高度信息结合预设空间坐标算法，计算出每个预设扫描点的空间坐标信息；

S122：将每个预设扫描点的空间坐标信息按照预设整合算法进行整合获取当前煤堆的空间坐标信息。

本实施例中固定连接的旋转云台和激光测距仪称为盘煤仪。

如图3所示的条形煤场，本实施例中的多个盘煤仪在高空马道的预设位置上安装，其安装高度为固定值H，H＝50m。其条形煤场两台斗轮机分为S区域和N区域。其中1号盘煤仪负责扫描煤场的#1煤堆区域，2号盘煤仪负责扫描煤场的#2煤堆区域，依次类推。为得到煤场煤堆的所有空间信息，相邻两片区域都有重叠扫描区域，以实现扫描无盲区。以1号盘煤仪为例，其扫描激光头竖直向下时，扫描范围为A至B的一条直线，假设以1号盘煤仪激光头中心竖直向下与地面的交点为原坐标点O(0,0,0)，取竖直方向为z轴，AB方向为x轴，过原点且与AB垂直，并且在地面的轴线CD为y轴。OA为x轴正方向，OB为x轴负方向；OC为y轴正方向，OD为y轴负方向。盘煤仪激光头中心点坐标为P(0，0，H)。激光头在xOz平面最大摆动角为αmax，实际摆动角为α。转动云台接收命令转动时，每次在yOz平面转动角为β，则第n第摆动后摆动角为βn＝n×β，扫描坐标示意图见图6。

当盘煤仪接收命令进行自动盘煤操作时，激光测距仪启动并射出激光进行测距，当发射的激光遇到障碍时，本实例中激光测距仪发射的激光遇到障碍为煤堆上的煤块颗粒，则激光反射回激光测距仪，激光测距仪侧可测出障碍点的距离L，此时激光测距仪xOz平面的摆动角为α，转动云台联动后激光头yOz平面的摆动角为βn，测得特征点为T，则特征点T的表面特征信息为[α,βn,L]。当激光测距仪xOz平面的摆动角为α、转动云台yOz平面的摆动角为βn根据程序不断改变后，即可扫描对应区域所有特征点，对应的煤堆区域扫描结果完成。

扫描结果完成后，其对应煤堆的表面特征信息根据一定的算法转化为煤堆的空间坐标信息，即特征点T的坐标为：xT＝L×sinα，yT＝L×cosα×sinβn，zT＝H-L×cosα，由此得到特征点T的空间坐标信息(xT，yT，zT)为(L×sinα，L×cosα×sinβn，H-L×cosα)。

本实施例中在后台服务器的数据库中针对每个盘煤仪都设置有对应的预设边界条件，当两台或多台盘煤仪扫描区域有所重叠时，如本实施例中图4的#1号煤堆区域和#2煤堆区域的重叠扫描地方，数据处理模块会根据初始的设定边界条件将重叠区域自动进行合并计算并对比两台扫描仪在重叠区域的扫描结果，若重叠区域扫描结果相差较大，进行报错处理，证明此时至少有一台盘煤仪扫描精度下降，需煤场管理人员进行检查维护。

进一步地，步骤S2包括：

S21：将采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号，并通过预设光纤将煤堆预设三维信息光信号传输至预设光信号处理模块；

S22：通过预设光信号处理模块将接收的煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号，并通过预设电缆将煤堆预设三维信息电信号传输至后台服务器；

S23：获取当前煤堆的堆放空间位置信息并结合煤堆预设三维信息和预设煤质信息数据库，获取当前煤堆对应的煤质信息。

进一步地，步骤S23包括：

S231：通过旋转云台的位置信息获取当前对应的煤堆的堆放空间位置信息，结合当前煤堆的堆放空间位置和调用的预设煤质信息数据库，获取当前煤堆的煤堆种类和煤堆密度；

S232：根据获取的煤堆的预设三维信息计算得出当前煤堆的煤堆体积；

S233：结合当前煤堆的煤堆密度和当前煤堆的煤堆体积，计算出煤堆的煤堆质量信息，并储存。

其中本实施例提供的获取当前盘煤仪对应的煤质信息包括调用预设煤质信息数据库，其中预设煤质信息数据库中包括：煤堆的堆放空间位置信息以及该煤堆对应的煤质的密度信息。

本实施例中首先确认每个盘煤仪对应的煤堆，例如如图3所示：1号盘煤仪对应的A煤堆，然后通过预设煤质数据库中的煤质信息调用A煤堆对应的煤堆的密度信息，结合以得到1号盘煤仪采集的A煤堆的空间坐标信息，即可得到煤堆的堆煤质量信息，即公式：质量＝密度×体积。根据不同堆煤的密度信息，对应体积进行积分运算，即可得到不同堆煤的质量三维信息。并且将被测煤堆的表面特征信息以及空间坐标信息传输进行储存覆盖预设煤质信息数据库的被测煤堆的煤质信息，待下一次盘煤周期使用刷新后的被测目标煤堆，煤质信息，此次盘煤周期结束。

盘煤周期结束后，会将盘煤仪采集的对应煤堆的三维模型信息显示在预设平台上，本实施例中是将对应煤堆的三维模型信息显示在预设电脑终端显示界面上，所述三维模型信息可以观察到煤堆的每一个面的表面特征信息以及空间坐标位置信息，用户可以选择性的进行对煤堆的观察。如图8所示。

本实施例提供了一种封闭煤场固定式盘煤方法，通过将测量煤堆固定设置在封闭煤场高空马道上预设位置的旋转云台以及固定连接旋转云台的激光测距仪，测量煤堆的预设三维信息，并根据测量的预设三维信息和调用的预设煤质信息，获取当前煤堆的三维模型信息。

采用本实施例中提供的封闭煤场固定式盘煤方法能够实现将旋转云台固定安装在预设位置上，预设位置相对煤堆为绝对静止，激光测距仪与旋转云台相连，实现轴向相对动作；一旦旋转云台安装位置正确，无安装倾斜等情况，激光测距仪在扫描过程中相对煤堆没有相对振动，扫描精度大大提高，避免了盘煤仪安装在斗轮机等旋转机械上的振动而对扫描过程造成的不利影响。进一步地，先将采集的预设三维信息电信号转化为光信号，然后采用光纤传输，有效解决无线传输易被障碍物遮挡的缺陷。并且光纤传输使得数据传输更为可靠。

实施例二

本实施例提供了一种封闭煤场固定式盘煤系统，如图2至图8所示，本系统包括：

数据采集模块，用于采集煤堆的预设三维信息；

数据传输模块，用于将采集煤堆的预设三维信息传输至后台服务器；

煤质获取模块，用于调用预设煤质信息数据库并结合采集的煤堆的预设三维信息，获取当前煤堆的煤质信息；

数据处理模块，用于按照预设三维模型构建算法，结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

三维显示模块，用于按照预设显示方式结合计算的三维模型信息，将当前煤堆的三维模型信息显示在预设平台上。

进一步地，数据采集模块包括：

多个激光测距仪，用于通过激光测量煤堆的每个预设扫描点距离激光测距仪的距离；

多个旋转云台，固定安装在预设位置，并和激光测距仪对应固定连接，并带动激光测距仪轴向旋转；

进一步地，旋转云台包括：

减速电机，用于为旋转云台转动提供动力；

旋转编码器，用于实时记录旋转云台的旋转角度。

数据采集模块包括激光测距仪以及旋转云台，共同组成盘煤仪：激光测距仪安装在旋转云台上，而旋转云台固定安装在封闭煤场的高空马道上；激光测距仪可利用旋转云台进行轴向旋转；盘煤仪安装布置见图3，煤场示意图见图4，盘煤仪结构见图5。优选的，旋转云台内部包含减速电机和旋转编码器，旋转编码器实时记录云台的旋转角度。

进一步地，数据传输模块包括：

第一数据转化模块，用于通过光纤收发器将数据采集模块采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号；

第二数据转化模块，用于将煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号；

光纤，用于将第一数据转化模块转化的煤堆预设三维信息光信号传输至第二数据转化模块；

电缆，用于连接第二数据转化模块和数据处理模块，并将煤堆预设三维信息电信号传输至数据处理模块。

本实施例中经过数据采集模块采集到信息后，通过数据传输模块中的第一数据转化模块，将数据采集模块采集的煤堆预设三维信息电信号转化为光信号，然后光纤经长距离传输后再经第二数据转化模块将光信号转化为煤质获取模块和数据处理模块可识别的电信号，经电缆传输至煤质获取模块和数据处理模块。

本实施例中通过光纤收发器来进行信号转换，并通过光纤实现信号的传输，有效地解决了无线传输易被障碍物遮挡的缺陷，使得数据传输更加精确和可靠。

其中煤质获取模块接收到盘煤仪发送的对应的煤堆的预设三维信息后，会调用预设煤质信息数据库，所述预设煤质信息数据库用于存储煤场煤堆的煤质信息。优选的，煤质信息包括来煤信息的堆放空间位置信息以及煤质的密度信息。利用煤堆的密度信息，结合以得到煤堆的空间信息，即可得到煤堆的堆煤质量信息，即公式：质量＝密度×体积。根据不同堆煤的密度信息，对应体积进行积分运算，即可得到不同堆煤的质量三维信息。并且数据处理模块将被测目标的表面信息以及空间信息传输至数据库模块，数据库模块记录并刷新被测目标的煤质信息，待下一次盘煤周期使用刷新后的被测目标煤质信息，此次盘煤周期结束。

所述数据处理模块，用于存储数据采集模块的封闭煤场煤堆的表面特征信息与空间坐标信息，并根据预设煤质信息数据库中对应的煤质信息，综合被测目标的表面特征信息得到煤堆的三维模型坐标信息；优选的，所述煤堆的表面特征信息为煤堆各扫描点的距离，旋转云台转动角以及激光测距仪射线角度信息。盘煤仪激光测距工作原理的具体实例实施方式见图6所示。

本实施案例中，盘煤仪安装高度为固定值H，H＝50m。条形煤场由两台斗轮机分为S区域和N区域。其中1号盘煤仪负责扫描煤场的#1煤堆区域，2号盘煤仪负责扫描煤场的#2煤堆区域，依次类推。为得到煤场煤堆的所有空间坐标信息，相邻两片区域都有重叠扫描区域，以实现扫描无盲区。以1号盘煤仪为例，其扫描激光头竖直向下时，扫描范围为A至B的一条直线，假设以1号盘煤仪激光头中心竖直向下与地面的交点为原坐标点O(0,0,0)，取竖直方向为z轴，AB方向为x轴，过原点且与AB垂直，并且在地面的轴线CD为y轴。OA为x轴正方向，OB为x轴负方向；OC为y轴正方向，OD为y轴负方向。盘煤仪激光头中心点坐标为P(0，0，H)。激光头在xOz平面最大摆动角为αmax，实际摆动角为α。转动云台接收命令转动时，每次在yOz平面转动角为β，则第n第摆动后摆动角为βn＝n×β，扫描坐标示意图见图6。

当盘煤仪接收命令进行自动盘煤操作时，激光测距仪启动并射出激光进行测距，当发射的激光遇到障碍时，本发明实例为煤堆上的煤块颗粒，则激光反射回激光测距仪，激光测距仪侧可测出障碍点的距离L，此时激光测距仪xOz平面的摆动角为α，转动云台联动后激光头yOz平面的摆动角为βn，测得特征点为T，则特征点T的表面特征信息为[α,βn,L]。当激光测距仪xOz平面的摆动角为α、转动云台yOz平面的摆动角为βn根据程序不断改变后，即可扫描对应区域所有特征点，对应的煤堆区域扫描结果完成。

数据处理模块将数据采集模块采集而来的煤堆表面特征信息根据一定的算法转化为煤堆的空间坐标信息，即特征点T的坐标为：xT＝L×sinα，yT＝L×cosα×sinβn，zT＝H-L×cosα，由此得到特征点T的空间坐标信息(xT，yT，zT)为(L×sinα，L×cosα×sinβn，H-L×cosα)。当两台或多台盘煤仪扫描区域有所重叠时，如本实施案例中的#1号煤堆区域和#2煤堆区域的重叠扫描地方，数据处理模块会根据初始的设定边界条件将重叠区域自动进行合并计算并对比两台扫描仪在重叠区域的扫描结果，若重叠区域扫描结果相差较大，进行报错处理，证明此时至少有一台盘煤仪扫描精度下降，需煤场管理人员进行检查维护。

结合盘煤仪对应的当前煤堆的煤质信息和当前煤堆测量的预设三维信息，会计算出当前对应煤堆的三维模型信息，并通过三维显示模块显示在预设平台上，进一步优选地，显示在电脑终端屏幕上，可以进行多方位的煤堆对应数据查询和检查。

本实施例提供的一种封闭煤场固定式盘煤的系统，能够实现将旋转云台和激光测距仪未安装在斗轮机等运动机械上，盘煤过程无需考虑斗轮机的运行与否，盘煤可以完全独立化，并且降低操作人员的工作量，实现实时盘煤。进一步地，在煤棚预设位置上安装多台旋转云台和对应的激光测距仪，分区域对应扫描不同煤堆的预设三维信息，可以有效将各区重叠区域进行合并计算，并且算法能有效过滤斗轮机与斗轮机遮挡的煤堆部分，做到扫描无盲区。进一步地，在煤棚预设位置上安装多台旋转云台和对应的激光测距仪，各旋转云台和对应的激光测距仪分区扫描不同煤堆区域的三维坐标信息，可实现大型和超大型封闭煤场的盘煤操作。本方案，对煤场的面积无要求，实用性强，理论上只要增加盘煤仪的台数，可不考虑封闭煤场的面积，实现煤场的全方位扫描。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，包括步骤：

S1：通过多个固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集对应煤堆的预设三维信息；

S2：将采集的煤堆的预设三维信息传输至后台服务器，获取当前煤堆对应的煤质信息；

S3：结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，按照预设三维模型构建算法，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

S4：将计算出的当前煤堆对应的三维模型信息按照预设显示方式显示在预设平台上。

2.根据权利要求1所述的一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪采集封闭煤场煤堆的预设表面特征信息；

S12：结合煤堆的预设表面特征信息以及预设空间坐标算法计算出当前煤堆的预设空间坐标信息。

3.根据权利要求2所述的一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，步骤S11包括：

S111：通过固定安装在预设位置的旋转云台以及安装在旋转云台上的激光测距仪对对应煤堆的多个预设扫描点进行扫描；

S112：获取测量过程煤堆每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息，并按照预设计算高度算法计算出每个预设扫描点的高度信息。

4.根据权利要求2所述的一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，步骤S12包括：

S121：将获取的每个预设扫描点需要的旋转云台的角度信息、激光测距仪测量的距离信息以及计算出的每个预设扫描点的高度信息结合预设空间坐标算法，计算出每个预设扫描点的空间坐标信息；

S122：将每个预设扫描点的空间坐标信息按照预设整合算法进行整合获取当前煤堆的空间坐标信息。

5.根据权利要求1所述的一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21：将采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号，并通过预设光纤将煤堆预设三维信息光信号传输至预设光信号处理模块；

S22：通过预设光信号处理模块将接收的煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号，并通过预设电缆将煤堆预设三维信息电信号传输至后台服务器；

S23：获取当前煤堆的堆放空间位置信息并结合煤堆预设三维信息和预设煤质信息数据库，获取当前煤堆对应的煤质信息。

6.根据权利要求1所述的一种封闭煤场固定式盘煤方法，其特征在于，步骤S23包括：

S231：通过旋转云台的位置信息获取当前对应的煤堆的堆放空间位置信息，结合当前煤堆的堆放空间位置和调用的预设煤质信息数据库，获取当前煤堆的煤堆种类和煤堆密度；

S232：根据获取的煤堆的预设三维信息计算得出当前煤堆的煤堆体积；

S233：结合当前煤堆的煤堆密度和当前煤堆的煤堆体积，计算出煤堆的煤堆质量信息，并储存。

7.一种封闭煤场固定式盘煤系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集煤堆的预设三维信息；

数据传输模块，用于将采集煤堆的预设三维信息传输至后台服务器；

煤质获取模块，用于调用预设煤质信息数据库并结合采集的煤堆的预设三维信息，获取当前煤堆的煤质信息；

数据处理模块，用于按照预设三维模型构建算法，结合采集的预设三维信息和该煤堆对应的煤质信息，计算出当前煤堆对应的三维模型信息；

三维显示模块，用于按照预设显示方式结合计算的三维模型信息，将当前煤堆的三维模型信息显示在预设平台上。

8.根据权利要求7所述的一种封闭煤场固定式盘煤系统，其特征在于，数据采集模块包括：

多个激光测距仪，用于通过激光测量煤堆的每个预设扫描点距离激光测距仪的距离；

多个旋转云台，固定安装在预设位置，并和激光测距仪对应固定连接，并带动激光测距仪轴向旋转。

9.根据权利要求8所述的一种封闭煤场固定式盘煤系统，其特征在于，旋转云台包括：

减速电机，用于为旋转云台转动提供动力；

旋转编码器，用于实时记录旋转云台的旋转角度。

10.根据权利要求7所述的一种封闭煤场固定式盘煤系统，其特征在于，数据传输模块包括：

第一数据转化模块，用于通过光纤收发器将数据采集模块采集的煤堆预设三维信息电信号转化为煤堆预设三维信息光信号；

第二数据转化模块，用于将煤堆预设三维信息光信号转化为煤堆预设三维信息电信号；

光纤，用于将第一数据转化模块转化的煤堆预设三维信息光信号传输至第二数据转化模块；

电缆，用于连接第二数据转化模块和数据处理模块，并将煤堆预设三维信息电信号传输至数据处理模块。