CN110487184A - 无人机测量料场物料的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无人机测量料场物料的系统及方法。该系统包括无人机、用于对料场进行扫描的激光三维扫描设备、信息处理单元、用于测量料场范围的手持式激光测距仪，无人机上设置有云台、用于实时观察料堆情况的摄像机、信号发射器，激光三维扫描设备和摄像机均固定在云台上，信息处理单元上设置有信号接收器。本发明通过手持式激光测距仪测量出料场的范围，对料场进行坐标建立，然后通过安装有三维激光扫描设备的无人机在料场上空进行扫描，从而对料场进行三维建模，通过采集的数据计算出料场的物料体积，然后通过添加密度换算成吨数，结构简单，节省人力物力，降低劳动强度，提高了工作效率，测量准确，实现库存信息的及时更新。
Description
技术领域
本发明涉及料场物料测量技术领域，具体是一种无人机测量料场物料的系统及方法。
背景技术
钢铁企业的原料场是用来存放高炉、烧结等所需各种原燃料的场地，此类料场中所堆放的原料均为散装物质，如铁矿沙、焦炭、石灰等，在生产过程中，其体积量始终处于一种动态变化状态，它主要有贮存和缓冲两类功能，至今为止，钢铁、化工、电厂等企业所拥有的大型原料场的堆取料操作与进出料规划，基本上还是依靠以人工操作为主的管理与施工模式，即人工测量出料堆的高度和宽度，根据堆密度和物料安息角，折算成体积，转换成简单料场图。
现有的人工计算方法存在以下问题：
（1）现场工作环境恶劣，噪音大，粉尘大；
（2）人工测量的劳动强度大，工作效率低；
（3）测量数据存在较大的误差；
（4）库存信息更新不及时。
因此，因此极大程度地影响了这些企业的整体自动化和信息化技术水平的提升，如何降低劳动强度、改善工作环境、提高工作效率是钢铁企业原料场需要解决的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，从而提供一种无人机测量料场物料的系统及方法，通过手持式激光测距仪测量出料场的范围，对料场进行坐标建立，然后通过安装有三维激光扫描设备的无人机在料场上空进行扫描，从而对料场进行三维建模，通过采集的数据计算出料场的物料体积，然后通过添加密度换算成吨数。
本发明解决所述问题，采用的技术方案是：
一种无人机测量料场物料的系统，包括无人机、用于对料场进行扫描的激光三维扫描设备、信息处理单元、用于测量料场范围的手持式激光测距仪；无人机上设置有云台、用于实时观察料堆情况的摄像机、信号发射器，激光三维扫描设备和摄像机均固定在云台上，信息处理单元上设置有信号接收器。
一种无人机测量料场物料的方法，包括如下步骤：
（一）通过手持式激光测距仪，测量出料场的长宽和物料的最高点，对料场进行坐标系建立；
（二）将坐标输入信息处理单元，信息处理单元对料场进行坐标系建立，然后规划无人机的飞行路线；
（三）信息处理单元发送飞行指令给无人机，无人机接收指令后在料场上空飞行，无人机上携带的三维激光扫描设备对料场进行扫描，并通过摄像机实时观察料堆情况；
（四）三维激光扫描设备扫描的数据通过无人机上的信号发射器进行发送，由信息处理单元上的信号接收器接收并由信息处理单元内部的软件进行处理，然后形成料场的三维建模图像，最后根据算法计算出物料的体积等信息添加密度换算成吨数。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：
①通过手持式激光测距仪测量出料场的范围，对料场进行坐标建立，然后通过安装有三维激光扫描设备的无人机在料场上空进行扫描，从而对料场进行三维建模，通过采集的数据计算出料场的物料体积，然后通过添加密度换算成吨数。
②结构简单，节省人力物力，降低劳动强度，提高了工作效率，测量准确，实现库存信息的及时更新。
附图说明
图1 是本发明实施例结构示意图；
图中：无人机1；信号发射器2；云台3；激光三维扫描设备4；手持式激光测距仪5；信息处理单元6；信号接收器7。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。
参见图1，一种无人机测量料场物料的系统，包括无人机1、用于对料场进行扫描的激光三维扫描设备4、信息处理单元6、用于测量料场范围的手持式激光测距仪5；无人机1上设置有云台3、用于实时观察料堆情况的摄像机、信号发射器2，激光三维扫描设备4和摄像机均固定在云台3上，信息处理单元6上设置有信号接收器7。
信息处理单元6为一台安装有无人机飞行控制系统和料场三维建模计算系统的工控机。
云台3用来稳定激光三维扫描设备4，能提供很好的稳定性使得测量装置平稳，测量结果更加精确。
一种无人机测量料场物料的方法，包括如下步骤：
（一）通过手持式激光测距仪5测量出料场的长宽和物料的最高点，对料场进行坐标系建立；
（二）将坐标输入信息处理单元6，信息处理单元6对料场进行坐标系建立，然后规划无人机1的飞行路线；
（三）信息处理单元6发送飞行指令给无人机1，无人机1接收指令后在料场上空飞行，无人机1上携带的三维激光扫描设备4对料场进行扫描，并通过摄像机实时观察料堆情况，云台3保证无人机1在飞行中三维激光扫描设备4和摄像机摄像头的稳定性。
（四）三维激光扫描设备4扫描的数据通过无人机1上的信号发射器2进行发送，由信息处理单元6上的信号接收器7接收并由信息处理单元6内部的软件进行处理，然后形成料场的三维建模图像，最后根据算法计算出物料的体积等信息，通过添加密度换算成吨数。
本发明通过手持式激光测距仪测量出料场的范围，对料场进行坐标建立，然后通过安装有三维激光扫描设备的无人机在料场上空进行扫描，从而对料场进行三维建模，通过采集的数据计算出料场的物料体积，然后通过添加密度换算成吨数，结构简单，节省人力物力，降低劳动强度，提高了工作效率，测量准确，实现库存信息的及时更新。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (2)
1.一种无人机测量料场物料的系统，包括无人机、用于对料场进行扫描的激光三维扫描设备、信息处理单元、用于测量料场范围的手持式激光测距仪；其特征在于：无人机上设置有云台、用于实时观察料堆情况的摄像机、信号发射器，激光三维扫描设备和摄像机均固定在云台上，信息处理单元上设置有信号接收器。
2.一种无人机测量料场物料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（一）通过手持式激光测距仪，测量出料场的长宽和物料的最高点，对料场进行坐标系建立；
（二）将坐标输入信息处理单元，信息处理单元对料场进行坐标系建立，然后规划无人机的飞行路线；
（三）信息处理单元发送飞行指令给无人机，无人机接收指令后在料场上空飞行，无人机上携带的三维激光扫描设备对料场进行扫描，并通过摄像机实时观察料堆情况；
（四）三维激光扫描设备扫描的数据通过无人机上的信号发射器进行发送，由信息处理单元上的信号接收器接收并由信息处理单元内部的软件进行处理，然后形成料场的三维建模图像，最后根据算法计算出物料的体积等信息添加密度换算成吨数。
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