CN109765568A - 一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置和方法，在门型架横梁设置若干激光测距仪，激光测距仪与上位计算机无线数据通讯；激光测距仪连续测量从其下方经过的车厢装载物料的各点信息并实时将其传输到上位计算机，上位计算机拟合出每节车厢的物料曲面，并计算出物料方量。该发明可准确计算出每节车厢的物料方量和该车物料总方量，可有效解决部分车箱存在超重或欠重的问题，且操作简单、成本低、准确度高、应用范围广泛。

Description

一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置和方法

技术领域

本发明涉及车辆运输物料的方量计算，具体说是一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置与方法。

背景技术

目前，在冶金、采矿、发电等众多领域中，最主要的物料运输工具便是火车，火车运输的物料方量对火车运输的安全性、经济性有着十分重要的作用。现目前，火车的装料装置如装车楼能够完成对火车的装料，还能根据称量斗静态方式计算物料方量，理论上能够达到商业计量的要求。但是在操作过程中，一般会在称量斗和装车漏管等处产生积料，实际装载到车箱的物料无法确定，另外，称量斗计量的精度很难检定调整，这就导致无法判断计量称的准确性。在实际工作中，只能保证大多数的装车重量控制在铁路允许的超载范围之内，部分车箱存在超重或欠重的现象；现目前存在一种运输物料高度自动检测装置及方法，能较为准确的测量物料高度是否达标，但是不能计算物料的方量；此外，还有一些测试矿山方量、混凝土方量、堆积物料方量的测试装置和方法，但其往往成本很高，且不易操作，应用受限。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置和方法，适用于火车运输物料过程中，对运输车辆的信息识别并上传，能够记录和传输物料信息，以及能够拟合物料曲面并计算出物料方量。

本发明采用的技术方案如下：

一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置，其特征在于，包括：若干激光测距仪、上位计算机、蓝牙卡、蓝牙读卡器以及由两根立柱和横梁构成的门型架。所述门型架两根立柱分别立于铁轨外两侧，所述门型架横梁垂直于铁轨水平设置，且高度高于车厢高度和车厢内物料顶面的高度。各所述激光测距仪均匀设置于所述门型架横梁上，各激光测距仪射出的激光位于同一竖直平面内，横梁两端最外侧的激光测距仪射出的激光的间距等于车厢两侧内壁的间距。激光测距仪与上位计算机无线数据通讯。所述蓝牙卡设置于火车车头，蓝牙读卡器连接上位计算机。

进一步地，设置多个门型架，每个门型架横梁上均设置若干激光测距仪。

使用本发明装置测量车辆装载方量的方法，其步骤如下：

步骤1.蓝牙读卡器识别经过设有蓝牙卡列车的全部信息，并将其上传到上位计算机相应报表中，随后激光测距仪供电。

步骤2.各个激光测距仪一次连续编号，各个激光测距仪连续测量至反射点的距离，并通过无线通讯实时传输给上位计算机，直到各个激光测距仪上传数据不再变化时停止传输。

步骤3.上位计算机接收全部激光测距仪上传的信息，根据对应编号记录相应信息；去除杂点信息，并拟合出各个车厢物料曲面形状，最后通过三维积分得出各个车厢物料方量，以及该列车的物料总方量。

本发明的有益效果在于：

（1）准确度高：本发明计算物料方量，均采用仪器设备及对应的计算机程序，没有人工参与计算，去除了人员计算误差，且可有效的计算每一车厢的物料方量，改善部分车箱存在超重或欠重的现象，可以用于商业计量；同时可以核算物料装车后的方量，减少偷料的行为，既提高了列车运输的安全性又提高了经济性。

（2）成本低：目前激光测距仪应用范围广泛，技术成熟可靠，价格实惠，成本远远低于其他方量测试装置。

（3）操作简单：现场监控和操作均十分简单，所在的岗位人员只需简单的培训即可熟练的操作和维护整个系统。

（4）记录周期长：所有的方量计算出后都会在相应的报表中生成，数据储存在上位计算机中，减少数据缺失的可能性，且易于查询，提高了物料方量核算的准确性，方便管理人员决策。

（5）适应性强：根据各个运输物料的不同精度要求，可以调整激光测距仪的数量，对于精度要求不高的运输物料，设置一排激光测距仪即可；对于精度要求高的运输物料，可以增加激光测距仪排数，使得拟合的物料曲面更加接近真实情况。

（6）应用范围广：本发明不只可以应用在车辆物料方量计算的领域中，经过简单的改变，还可以用来测堆积物料的方量、判断货车是否超重或欠重等。

附图说明

图1为本发明采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置的正视示意图。

图2为本发明采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置的俯视示意图。

1—激光测距仪，2—横梁，3—激光，4—立柱，5—物料，6—车厢，7—供电开关，8—蓝牙卡，9—蓝牙卡读卡器，10—计算机主机，11—上位计算机，12—监察室。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1和图2显示出了本发明一个较佳的实施例的示意图。首先选择合适的地点安装门型架立柱4和横梁2，所述立柱4间距大于铁轨间距和车厢6宽度。所述横梁2距离地面高度始终高于物料5顶面和车厢6高度。然后将多个激光测距仪1嵌于横梁2内，且同一横排激光测距仪射出的激光3在同一竖直平面内并根据车厢轮廓精准安装两侧激光测距仪，使其恰好测得车厢边界两侧物料信息，并将激光测距仪编号，由左至右编号设为1、2、3……n，激光测距仪通过电缆供电，供电开关7设于监察室12内。

所述多个激光测距仪1通过无线通讯连接到上位计算机11，可以实时传输信息。上位计算机11上有编好的相应程序，设于监察室12内，其主机10上安装有蓝牙卡读卡器9，运输物料的列车车头上安装存有该车辆信息的蓝牙卡8。

装载方量测量过程如下：

装有物料的火车缓慢经过方量计算系统，火车上的蓝牙卡8被上位计算机主机10里的蓝牙卡读卡器9读取信息，并上传至相应报表；同时供电开关7打开，激光测距仪1开始工作，火车缓慢经过激光测距仪1，激光测距仪1持续记录相应信息，并实时上传到上位计算机11上，上位计算机11根据对应编号存储相应数据，直至火车完全通过，激光测距仪1上传数据不再变化时，供电开关7关闭；操作人员将记录的信息导入编好的程序，程序会自动去除杂点信息，然后自动拟合出每节车厢的物料曲面，通过三维积分最终得出每节车厢的物料方量，并上传至相应报表。最终得出的报表上含有火车信息，以及对应的每节车厢的物料方量和该车物料总方量。

Claims (3)

1.一种采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置，包括若干激光测距仪、上位计算机、蓝牙卡、蓝牙读卡器以及由两根立柱和横梁构成的门型架；其特征在于：所述门型架两根立柱分别立于铁轨外两侧，所述门型架横梁垂直于铁轨水平设置，且高度高于车厢高度和车厢内物料顶面的高度；各所述激光测距仪均匀设置于所述门型架横梁上，各激光测距仪射出的激光位于同一竖直平面内，横梁两端最外侧的激光测距仪射出的激光的间距等于车厢两侧内壁的间距；激光测距仪与上位计算机无线数据通讯；所述蓝牙卡设置于火车车头，蓝牙读卡器连接上位计算机。

2.根据权利要求1所述的采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置，其特征是：设置多个门型架，每个门型架横梁上均设置若干激光测距仪。

3.一种使用权利要求1或2所述的采用激光测距技术测量车辆装载方量的装置测量车辆装载方量的方法，其步骤如下：

步骤1.蓝牙读卡器识别经过设有蓝牙卡列车的全部信息，并将其上传到上位计算机相应报表中，随后激光测距仪供电；

步骤2.各个激光测距仪一次连续编号，各个激光测距仪连续测量至反射点的距离，并通过无线通讯实时传输给上位计算机，直到各个激光测距仪上传数据不再变化时停止传输；

步骤3.上位计算机接收全部激光测距仪上传的信息，根据对应编号记录相应信息；去除杂点信息，并拟合出各个车厢物料曲面形状，最后通过三维积分得出各个车厢物料方量，以及该列车的物料总方量。