CN110991771A - 排土位容量的估计方法、系统及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种排土位容量的估计方法、系统及存储介质，方法包括：在一初始排土位进行多次排土；在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数；以及进行排土位容量的判断，一个条件为将一预先获取的估计系数作为新增排土后的排土位的参数的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；另一条件为比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和，两个条件同时判定未饱和，则视为未饱和，两个条件任一个判定饱和，则视为饱和。该估计方法高度规则化，实现了科学准确的估计。
Description
技术领域
本公开属于采矿技术领域，涉及一种排土位容量的估计方法、系统及存储介质。
背景技术
矿业是现代工业的基础，早年受限于采挖设备，大多采用隧道采挖方式，之后随着重型机械的大面积应用，露天采挖方式逐渐增多。露天矿相较隧道矿具有更高的采挖效率以及更高的安全性。露天矿的采挖方式需要将表层土石剥离以露出矿层进行采挖，剥离的土石通过矿用自卸卡车运往排土场在指定排土位进行排倒，目前上述过程几乎都是由人工完成。
随着工业自动化进程的推进，“智慧矿山”概念的提出，采矿业的自动化正在高速发展。实现自动化的前提是自动化设备对目标的清晰认知，对于露天矿内的自动化设备而言，对上述排土位容量的估计是重要一环。
由于“智慧矿山”概念为近几年才提出的新概念，此前相当长的一段时间内露天矿山的所有作业都由人工完成，以致于相关估计技术存在大面积空白。在自动化设备不能自动对排土位进行估计的情况下，需要通过现场作业人员凭经验对排土位进行估计，一定程度上限制了作业自动化程度。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种排土位容量的估计方法、系统及存储介质，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种排土位容量的估计方法，包括：
在一初始排土位进行多次排土；
在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
进行排土位容量的判断，下面两个条件任一个判定为饱和则视为排土位容量饱和，两个条件都判定为未饱和则视为排土位容量未饱和：
条件一：将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；或者，
条件二：比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和。
在本公开的一实施例中，所述根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和，包括：
在所述容量状态中间变量大于等于1的情况下，判定排土位容量饱和；
在所述容量状态中间变量小于1的情况下，判定排土位容量未饱和；
所述比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和，包括：
在所述相乘后的结果小于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量饱和；
在所述相乘后的结果大于等于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量未饱和。
在本公开的一实施例中，预先获取所述估计系数的方法，包括：
进行多次标准排土：采用同一型号矿用车辆，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度和第i次标准排土内侵距离，i为正整数；
在判定排土位容量饱和的情况下，根据倒数最后两次排土对应的标准排土挡墙高度和标准排土内侵距离计算估计系数。
在本公开的一实施例中，所述估计系数满足如下表达式：
其中，ω1和ω2表示估计系数，为常有理数；a-2 0表示倒数第二次排土对应的标准挡墙高度；a-1 0表示倒数第一次排土对应的标准挡墙高度；b-2 0表示倒数第二次排土对应的标准排土内侵距离；b-1 0表示倒数第一次排土对应的标准排土内侵距离；n表示最后一次排土对应的排土次数；n-1表示倒数第二次排土对应的排土次数。
在本公开的一实施例中，预先获取所述挡墙高度修正系数的方法，包括：
进行多次标准排土：采用同一型号矿用自卸卡车，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度，i为正整数；
在判定排土位容量饱和的情况下，根据最后一次标准排土挡墙高度等于挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果计算得到挡墙高度修正系数。
在本公开的一实施例中，该估计方法还包括：将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统。
根据本公开的另一个方面，提供了一种排土位容量的估计系统，用于执行本公开提及的任一种估计方法，所述估计系统包括：
矿用自动化卸载车辆，用于在一初始排土位进行多次排土；
车载传感器，用于在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
容量状态计算模块，用于将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量；以及第一判断模块，用于根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；或者，
比较模块，用于比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小；以及第二判断模块，用于根据比较模块得到的比较结果判断排土位容量是否饱和。
在本公开的一实施例中，所述预先获取的估计系数在第一存储模块存储，供所述容量状态计算模块调用；或者，所述预先获取的挡墙高度修正系数在第二存储模块存储，供所述比较模块调用。
在本公开的一实施例中，所述估计系统还包括：信息传输模块，用于将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统。
根据本公开的又一个方面，提供了一种存储介质，该存储介质存储有可读取的计算机程序，所述计算机程序在运行时用于执行本公开提及的任一种估计方法。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开提供的排土位容量的估计方法、系统及存储介质，具有以下有益效果：
(1)基于两种方式可以估计排土位容量是否饱和，一种方式是通过预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；另一种方式是基于矿用车辆的状态与排土后的参数进行对比来判断排土位容量是否饱和，通过比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和；这两种方式对应的估计方法高度规则化，弥补了排土位容量估计技术的空白，减少了自动化作业中人工的参与，实现了科学准确估计；
(2)上述估计系数、修正系数预先获取后在工作环境、土质等因素不发生大的变化的情况下，可以多次使用；当容量估计值与实际偏差较大时，可以再次进行标定，方便且实用。
附图说明
图1为根据本公开第一实施例所示的排土位容量的估计方法流程图。
图2为根据本公开实施例所示的排土位检测的示意图。
图3为根据本公开第一实施例所示的估计系数标定方法流程图。
图4为根据本公开第二实施例所示的排土位容量的估计方法流程图。
图5为根据本公开第二实施例所示的挡墙高度修正系数标定方法流程图。
图6为根据本公开第二实施例所示的根据车辆举斗状态来估计排土位状态的示意图。
图7为根据本公开第三实施例所示的排土位容量的估计系统框图。
【符号说明】
11-初始排土位； 12-基准点；
2-矿用自动化卸载车辆；
21-卸斗； 22-转轴；
23-后轮；
3-车载传感器；
41-容量状态计算模块； 43-第一判断模块；
42-比较模块； 44-第二判断模块；
51-第一存储模块； 52-第二存储模块；
6-信息传输模块； 7-采矿控制系统。
具体实施方式
本公开提供了一种排土位容量的估计方法、系统及存储介质，基于两种方式可以估计排土位容量是否饱和，一种方式是通过预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；另一种方式是基于矿用车辆的状态与排土后的参数进行对比来判断排土位容量是否饱和，通过比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和；这两种方式对应的估计方法高度规则化，弥补了排土位容量估计技术的空白，减少了自动化作业中人工的参与，实现了科学准确估计。
本公开实施例提供了一种排土位容量的估计方法，所述估计方法包括：
在一初始排土位进行多次排土；
在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
进行排土位容量的判断，下面两个条件任一个判定为饱和则视为排土位容量饱和，两个条件都判定为未饱和则视为排土位容量未饱和：
条件一：将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；或者，
条件二：比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和。
下面的实施例中，为了详细描述各个条件的判断逻辑，将上述条件一和条件二拆开描述为两个实施例，本领域技术人员可以理解，上述两个条件是存在关联的，在其中一个判定为饱和的情况下，则视为排土位容量是饱和的，在两个都判定为未饱和的情况下，才能视为排土位容量未饱和。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
第一实施例
在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种排土位容量的估计方法。
图1为根据本公开第一实施例所示的排土位容量的估计方法流程图。
参照图1所示，本公开的排土位容量的估计方法，包括：
步骤S11：在一初始排土位进行多次排土；
该步骤S11中，初始排土位表示未经过土石排倒的新的排土位。
矿用自动化卸载车辆(例如为矿用自卸卡车)用于将采矿剥离的土石运往指定地点进行排倒，上述指定位置即为排土位。一般情况下，排土位成组编制形成排土场，且排土位有一定的容量，当排倒一定量的土石后排土位将饱和，需要推土机或者其他机械对排土位进行修整后方可形成新的排土位，以继续进行排倒。
步骤S12：在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；
图2为根据本公开实施例所示的排土位检测的示意图。
参照图2所示，图2示意了某个排土位中心位置的横截面，虚线表示初始排土位11，对应为基准挡墙，通过一车载传感器，例如设置于矿用自动化卸载车辆上的传感器对初始排土位进行检测，获取该初始排土位的基准点12。基准点的选取以排土位中心处挡墙的垂直横截面为基准，挡墙横截面梯形短边的内侧折点向地面作垂线，与地平面的交点即为基准点12。根据该基准点可以获得初始排土位对应的挡墙高度为a0，内侵距离为b0。
在排土场的边缘由土石筑起，横截而为梯形的一道安全墙，即为挡墙，高度约为2/3矿用自卸卡车轮胎直径。排土位一般与挡墙为垂直关系，矿用自卸卡车进行排土作业时，后轮抵靠在挡墙上进行排倒作业，保证了排倒作业的安全。
在经过多次排土作业后，新增排土后的排土位的参数可以通过车载传感器进行获取，例如图2中示意的第一次排土完成后，对应第一次排土挡墙高度为a1，第一次排土内侵距离为b1。同理，经过第i次排土后，对应的第i次排土挡墙高度为：ai，第i次排土内侵距离为：bi，i＝1，2，……，N，N表示排土位容量达到饱和对应的最大排土次数。
步骤S13-1：将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；
该步骤S13-1中，预先获取的估计系数分别为ω1和ω2，计算容量状态中间变量的表达式如下：
在本公开的一实施例中，所述根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和，包括：在所述容量状态中间变量大于等于1的情况下，判定排土位容量饱和；在所述容量状态中间变量小于1的情况下，判定排土位容量未饱和。
图3为根据本公开第一实施例所示的估计系数标定方法流程图。
在本公开的一实施例中，参照图3所示，预先获取所述估计系数的方法，包括：
子步骤S13-1a：进行多次标准排土：采用同一型号矿用车辆，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
排土过程直接影响标定的效果，为了保证标定准确，本公开采用同一型号的矿用车辆，例如为同一型号的矿用自卸卡车，以满载的方式进行排土，且排土时后轮紧贴着挡墙进行排土，以保证每次排土的总容量相同，实现标准排土，以便于在后续标定计算过程中根据每次排土的总容量相同来计算估计系数。
子步骤S13-1b：在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度和第i次标准排土内侵距离，i为正整数；
本实施例中，这里获取标准排土挡墙高度和标准排土内侵距离的方式与步骤S12获取排土位参数的方式一样，“标准”的含义为每次排土的总容量相同。
子步骤S13-1c：在判定排土位容量饱和的情况下，根据倒数最后两次排土对应的标准排土挡墙高度和标准排土内侵距离计算估计系数；
在本公开的一实施例中，所述估计系数满足如下表达式：
其中，ω1和ω2表示估计系数，为常有理数；a-2 0表示倒数第二次排土对应的标准挡墙高度；a-1 0表示倒数第一次排土对应的标准挡墙高度；b-2 0表示倒数第二次排土对应的标准排土内侵距离；b-1 0表示倒数第一次排土对应的标准排土内侵距离；N表示最后一次排土对应的排土次数；N-1表示倒数第二次排土对应的排土次数。
在排土作业中，后轮抵靠在挡墙上进行排倒作业，将运载的土石倾倒到挡墙外侧，外侧是高度落差比较大的一个斜坡。在每次排土过程中，所述内侵距离的产生有两个原因，(1)排土位没排满，但是土没倒干净，车在收斗往前走的过程中洒落到挡墙内侧，产生内侵距离；(2)排土位基本排满，这时候再往坡上倾倒已经倒不出去了，土石会堆积在挡墙，对应增加了挡墙高度，并且沿着挡墙左侧的梯形边，往挡墙内部滑，产生变化较为明显的内侵距离。
在排土过程中，挡墙的几何尺寸变化是非线性的，只有最后两次排土完成，挡墙的几何尺寸才会有明显变化，那么通过选取最后两次排土后挡墙的几何尺寸进行计算，有助于提高估计系数选取的准确性。倒数第二次排土得到的排土总容量与最后一次排土得到的排土位总容量的比值为N-1/N。
另外，由于倾倒的土石的质地、湿度等因素对于判定排土位容量是否饱和具有关键的影响，因此，对于不同质地的土石，需要综合考虑多个因素来确定最后一次排土对应的排土次数N，例如首次判定可以在现场以人工的方式预先进行评测，或者通过第二实施例将要介绍的内容，比较矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度与第i次排土挡墙高度的相对大小(这里的判断)，在矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度小于第i次排土挡墙高度的情况结合实际观测情况，以确定最后一次排土对应的排土次数N。
在本公开的一实施例中，该估计方法还包括：
步骤S14：将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统；
通过将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统，采矿控制系统可以根据排土位容量是否饱和的状态进行控制操作，比如在排土位容量处于饱和状态的情况下，采矿控制系统控制推土机或者其他机械对排土位进行修整，以形成新的排土位，以继续进行排倒；在排土位容量处于未饱和状态的情况下，采矿控制系统继续控制矿用自动化卸载车辆(例如为矿用自卸卡车)进行排土操作。
需要强调的是，由于受到所排放的土石的质地、湿度等因素的影响，排土位容量是否饱和的判定非常复杂，仅靠一个条件的判定可能会影响判断的准确度，因此本实施例中，步骤S13-1中如果判定为未饱和，则还需要进行第二实施例中步骤S13-2的判定，不能直接认为排土位容量未饱和；该情况同样适用于步骤S13-2。
综上所述，本实施例提供了一种排土位容量的估计方法，通过预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；对应的估计方法高度规则化，弥补了排土位容量估计技术的空白，减少了自动化作业中人工的参与，实现了科学准确估计。
第二实施例
在本公开的第二个示例性实施例中，提供了一种排土位容量的估计方法。本实施例中的估计方法与第一实施例相比，步骤S11、步骤S12以及步骤S14与第一实施例相同，相同之处简化描述，区别在于判断排土位容量是否饱和的状态与第一实施例存在差异，即本实施例的步骤S13-2与第一实施例的步骤S13-1不同。
图4为根据本公开第二实施例所示的排土位容量的估计方法流程图。图5为根据本公开第二实施例所示的挡墙高度修正系数标定方法流程图。图6为根据本公开第二实施例所示的根据车辆举斗状态来估计排土位状态的示意图。
参照图4-图6所示，本实施例的排土位容量的估计方法，包括：
步骤S11：在一初始排土位进行多次排土；
步骤S12：在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；
步骤S13-2：比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和；
本实施例中，所述比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和，包括：
在所述相乘后的结果小于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量饱和；
在所述相乘后的结果大于等于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量未饱和。
在本公开的一实施例中，参照图5所示，预先获取所述挡墙高度修正系数的方法，包括：
子步骤S13-2a：进行多次标准排土：采用同一型号矿用车辆，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
子步骤S13-2b：在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度，i为正整数；
子步骤S13-2c：在判定排土位容量饱和的情况下，根据最后一次标准排土挡墙高度等于挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果计算得到挡墙高度修正系数；
本实施例中，矿用车辆为矿用自动化卸载车辆2，参照图6所示，后轮23紧贴挡墙进行排土，卸斗21在运输状态下(未举升状态下)，卸斗后缘距离地平面的高度为：L，进行排土后，卸斗围绕转轴22发生偏转，图5中示意了偏转的角度为θ，此时，卸斗后缘与转轴22的垂直距离为l，由此可以得到矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度为(L-l)，对应计算挡墙高度修正系数的表达式如下：
aN 0＝ψ×(L-l) (3)
其中，aN 0表示最后一次标准排土挡墙高度；ψ表示挡墙高度修正系数；(L-l)表示矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度。
在另一实施例中，可以不采用计算的方式，可以根据经验值结合现场的评测结果进行设定或者调整，该挡墙高度修正系数与所倾倒的土石的质地、湿度等因素有关，因此，对应不同质地、湿度的土石，挡墙高度修正系数的大小会有差别，在相对较为松软的土质情况下，一般挡墙高度修正系数会相对较大。
当然，在一实施例中，在步骤S13-2之后，还可以包括：
步骤S14：将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统。
本实施例的步骤S11、S12和步骤S14与第一实施例的相同，可以参考第一实施例，这里不再详细介绍。
综上所述，本实施例提出了一种排土位容量的估计方法，基于矿用车辆的状态与排土后的参数进行对比来判断排土位容量是否饱和，通过比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和；这两种方式对应的估计方法高度规则化，弥补了排土位容量估计技术的空白，减少了自动化作业中人工的参与，实现了科学准确估计。
上述第一实施例和第二实施例中择一满足，便可以实现对于排土位容量是否饱和的评估/估计。即第一实施例中步骤S13-1中的条件和第二实施例中步骤S13-2中的条件为逻辑操作中的“或”的关系，在条件一和条件二中只要有一个条件判定为饱和，则视为排土位容量饱和；在条件一和条件二都判定为未饱和的情况下，才能视为排土位容量未饱和。上述实施例中，估计系数、修正系数预先获取后在工作环境、土质等因素不发生大的变化的情况下，得到的估计系数或修正系数可以多次使用；当容量估计值与实际偏差较大时，可以再次进行标定，将最新标定的估计系数或修正系数进行调取来判断排土位容量是否饱和，方便且实用。
第三实施例
在本公开的第三个示例性实施例中，提供了一种排土位容量的估计系统。
图7为根据本公开第三实施例所示的排土位容量的估计系统框图。图7中以单箭头示意一种连接路径，以双箭头示意另一种连接路径，连接线表示具有通信连接关系或者电性连接关系。
参照图7所示，本实施例的排土位容量的估计系统，用于执行本公开提及的任一种估计方法，所述估计系统包括：
矿用自动化卸载车辆2，用于在一初始排土位进行多次排土；
车载传感器3，用于在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
容量状态计算模块41，用于将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量；以及第一判断模块43，用于根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；或者，
比较模块42，用于比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小；以及第二判断模块44，用于根据比较模块得到的比较结果判断排土位容量是否饱和。
在本公开的一实施例中，所述预先获取的估计系数在第一存储模块51存储，供所述容量状态计算模块41调用；或者，所述预先获取的挡墙高度修正系数在第二存储模块52存储，供所述比较模块42调用。
在本公开的一实施例中，所述估计系统还包括：信息传输模块6，用于将排土位容量是否饱和的状态上报给一采矿控制系统7。
第四实施例
在本公开的第四个示例性实施例中，提供了一种存储介质，该存储介质存储有可读取的计算机程序，所述计算机程序在运行时用于执行本公开提及的任一种估计方法。
综上所述，本公开提供了一种排土位容量的估计方法、系统及存储介质，基于两种方式可以估计排土位容量是否饱和，一种方式是通过预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；另一种方式是基于矿用车辆的状态与排土后的参数进行对比来判断排土位容量是否饱和，通过比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和；这两种方式对应的估计方法高度规则化，弥补了排土位容量估计技术的空白，减少了自动化作业中人工的参与，实现了科学准确估计；上述估计系数、修正系数预先获取后在工作环境、土质等因素不发生大的变化的情况下，可以多次使用；当容量估计值与实际偏差较大时，可以再次进行标定，方便且实用。
本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本公开实施例的相关设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种排土位容量的估计方法，其特征在于，包括：
在一初始排土位进行多次排土；
在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
进行排土位容量的判断，下面两个条件任一个判定为饱和则视为排土位容量饱和，两个条件都判定为未饱和则视为排土位容量未饱和：
条件一：将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量，并根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；
条件二：比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和。
2.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，
所述根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和，包括：
在所述容量状态中间变量大于等于1的情况下，判定排土位容量饱和；
在所述容量状态中间变量小于1的情况下，判定排土位容量未饱和；
所述比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小，根据比较结果判断排土位容量是否饱和，包括：
在所述相乘后的结果小于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量饱和；
在所述相乘后的结果大于等于第i次排土挡墙高度的情况下，确定排土位容量未饱和。
3.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，预先获取所述估计系数的方法，包括：
进行多次标准排土：采用同一型号矿用自卸卡车，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度和第i次标准排土内侵距离，i为正整数；
在判定排土位容量饱和的情况下，根据倒数最后两次排土对应的标准排土挡墙高度和标准排土内侵距离计算估计系数。
4.根据权利要求3所述的估计方法，其特征在于，所述估计系数满足如下表达式：
其中，ω1和ω2表示估计系数，为常有理数；a-2 0表示倒数第二次排土对应的标准挡墙高度；a-1 0表示倒数第一次排土对应的标准挡墙高度；b-2 0表示倒数第二次排土对应的标准排土内侵距离；b-1 0表示倒数第一次排土对应的标准排土内侵距离；n表示最后一次排土对应的排土次数；n-1表示倒数第二次排土对应的排土次数。
5.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，预先获取所述挡墙高度修正系数的方法，包括：
进行多次标准排土：采用同一型号矿用车辆，在初始排土位以满载方式进行排土，排土时后轮紧贴挡墙进行排土；
在第i次标准排土完成后，获取第i次标准排土挡墙高度，i为正整数；
在判定排土位容量饱和的情况下，根据最后一次标准排土挡墙高度等于挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果计算得到挡墙高度修正系数。
6.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，还包括：
将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统。
7.一种排土位容量的估计系统，其特征在于，用于执行权利要求1-6中任一项所述的估计方法，所述估计系统包括：
矿用自动化卸载车辆，用于在一初始排土位进行多次排土；
车载传感器，用于在第i次排土完成后，获取新增排土后的排土位的参数，所述参数包括：第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离，i为正整数；以及
容量状态计算模块，用于将一预先获取的估计系数作为第i次排土挡墙高度和第i次排土内侵距离的加权系数，得到容量状态中间变量；以及第一判断模块，用于根据所述容量状态中间变量是否大于等于1来判断排土位容量是否饱和；或者，
比较模块，用于比较预先获取的挡墙高度修正系数与矿用车辆的卸斗卸载时的离地高度进行相乘后的结果与第i次排土挡墙高度的相对大小；以及第二判断模块，用于根据比较模块得到的比较结果判断排土位容量是否饱和。
8.根据权利要求7所述的估计系统，其特征在于，
所述预先获取的估计系数在第一存储模块存储，供所述容量状态计算模块调用；或者，
所述预先获取的挡墙高度修正系数在第二存储模块存储，供所述比较模块调用。
9.根据权利要求7所述的估计系统，其特征在于，还包括：
信息传输模块，用于将排土位容量是否饱和的状态上报给采矿控制系统。
10.一种存储介质，其特征在于，存储有可读取的计算机程序，所述计算机程序在运行时用于执行权利要求1-6中任一项所述的估计方法。
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