CN112001102B - 放矿自动控制方法、控制器、放矿机、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放矿自动控制方法、控制器、放矿机、系统及存储介质，该方法首先，获取矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H；然后，在放矿过程中检测当前矿车内矿石堆的体积V_i和矿石堆最高点高度H_i，并基于放矿模型识别当前放矿量是否满足要求，若满足放矿模型，则当前放矿量满足要求，若当前放矿量满足要求，停止放矿，其中，放矿模型是在装矿过程中通过对比矿石堆实时体积与标准体积，以及矿石堆实时高度与平均高度来判断矿车是否装满。本发明通过该方法一方面实现了放矿自动化控制，解决了人工遥控装矿的问题，二方面，还可以有效降低大块岩石的影响。

Description

放矿自动控制方法、控制器、放矿机、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及地下作业技术领域，具体涉及一种放矿自动控制方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

地下开采作业环境条件复杂恶劣敏感，矿山作业人员生命健康安全难以得到根本保障。地下矿山应紧跟时代步伐，进行采矿技术革新已成为迫切需求。通过新技术的不断研发，使矿业逐渐从传统的手动化、机械化过渡为少人化、无人化，减少井下工作人员或办公室长期远程操作人员，使工作人员从复杂恶劣的井下环境或单调繁重的办公环境得以解放，进而提高采矿效率，保证安全、经济、高效开采，推进无人矿山建设，提升矿业的核心竞争力。

井下有轨电机车矿石装运是井下作业的重要组成部分，而自动放矿是实现井下矿石有轨运输无人化需要克服的关键问题之一，国内外大型矿山现有的方法多为人工遥控装矿，工人通过监控视频观察矿车装矿量，该工作过程重复单调，效率低；且操作人员容易注意力不集中发生误操作导致矿石块掉落，对后面运输设备运行留下安全隐患。故亟需一种地下矿山放矿过程的自动控制方法，用其来代替远程操作人员，实现自动化放矿。

然而，现行的研究中判断矿石是否装满一般是通过对矿车称重来判断是否满载，而这种有如下几个缺陷：首先，此方法无法判断落下的矿石中是否有大块，如果有大块矿石落下，大块矿石的堆积可能使得石的高度已经超过或快要超过矿车，继续放矿则会使后续的落下矿石掉出矿车。其次，这种方法需要将传感器装在每节车厢上或者装在轨道下，前者不仅维护困难且成本高，后者无法消除矿石掉落所造成的误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山放矿过程自动控制方法，来替代远程操作人员，使得工作人员从复杂恶劣的井下环境或者繁重的办公环境中得以解放，实现自动化放矿，同时，本发明构建的放矿模型可以有效地降低称重技术判断满载所存在的上述两个缺陷的影响。

一方面，本发明提供的一种放矿自动控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获取矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H；

步骤2：在放矿过程中检测当前矿车内矿石堆的体积V_i和矿石堆最高点高度H_i，并基于放矿模型识别当前放矿量是否满足要求，若满足放矿模型，则当前放矿量满足要求，若当前放矿量满足要求，停止放矿，所述放矿模型如下：

式中，γ、ε分别为预设的体积差阈值、高度差阈值。

本发明对人工放矿经验进行了总结归纳，进而构建出本发明所述的放矿模型，通过测定体积来判断判断矿车是否装满，即判断矿车中矿石的体积是否合适；同时，通过测定矿石堆的最大高度来判断矿石堆中是否存在会影响继续放矿的大块矿石，进而在装矿时通过对比矿石堆实时体积与标准体积，以及矿石堆实时高度与平均高度来判断矿车是否装满。且本发明的放矿过程中矿石体积和高度的测定都只需要使用一台深度相机便可以实现，大大降低了设备成本。

其中，本发明设定的体积差阈值和高度差阈值一般取值为经验值，即根据实际应用场景而定。

其中，步骤2中的放矿控制过程包括如下步骤：

步骤S1：获取矿车空载时，矿车表面的高程信息，并记录放矿起始时刻T₀；

步骤S2：当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息，T₁＝kT，k为预设的阈值系数，T为同一类矿车从空载到满载过程放矿设备的平均放矿时间；

步骤S3：将T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息，并基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积V₁以及获取矿石堆最高点高度H₁；

步骤S4：利用T₁时刻对应的矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制，所述放矿控制规则中，k_i＝T_i/T，k_i表示当前时刻T_i与平均放矿时间T的比值，T₁时刻，k_i＝k，V_i＝V₁，H_i＝H₁，所述放矿控制规则如下：

①若

继续放矿，继续放矿时间t为：t＝T-T₁；

②若

或

或

停止放矿；此时，矿车中极有可能存在大块矿石，这是基于第一个式中体积偏少而高度偏高，第二个式中体积偏少而高度正常，第三个式中体积正常而高度偏高，这三类情况均是只有当有大块矿石时才会出现。

③若

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁，若情况仍然不变，则认为放矿流量异常，继续放矿，继续放矿时间t为：t＝V/L₁-T₁，L₁＝V₁/T₁；

④若

设定间断放矿时间T_s，2T_s≤T-T₁，并持续间断放矿以及监测矿车中矿石堆最高点高度H_i与矿石堆的体积V_i，直至满足前述①-③情况；此时，认为放矿口可能要欧大块矿石阻碍而导致整体放矿流量下降，因此选择间断放矿来判断。

⑤若

或

或

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁，若结果为①至④的情况则按上述情况处理，若结果仍然不变则停止放矿。

其中，所述体积差阈值等于同一类矿车额定装载体积与矿车满载对应的平均装矿体积之差的绝对值；所述高度差阈值等于同一类矿车的高度与矿石堆平均高度之差的绝对值，所述矿石堆平均高度为矿车满载时矿石堆最高点高度的平均值；或者所述高度差阈值为同一类矿车的高度与矿车满载时矿石堆最高点之间高度差的绝对值的平均值。

高度差阈值的设定是考虑到矿石堆的高度有可能超过矿车的高度，也可能低于矿车的高度，因此，如此设置。矿车的高度是指空载矿车车斗底部到矿车侧壁的最高处的高度。

其中，所述矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H的获取过程如下：

获取同一类矿车满载时矿车内矿石堆表面的高程信息以及空载时矿车表面的高程信息，并相减得到矿石堆的高度信息，再基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积以及矿石堆的最高点高度，最后，基于统计的若干组矿石堆的体积计算平均值得到平均装矿体积V以及若干组矿石堆的最高点高度计算平均值得到矿石堆平均高度H。

本发明一般采用Delaunay三角剖分法对矿石堆表面各点进行处理组成三维Delaunay三角网，并计算以剖分后的三角面片为顶面的各个三棱柱之和，得到的结果作为矿石堆的体积。

第二方面，本发明提供一种放矿自动控制方法，包括如下步骤：

步骤S11：获取矿车空载时，矿车表面的高程信息，并记录放矿起始时刻T₀；

步骤S12：当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息，T₁＝kT，k为预设的阈值系数，T为同一类矿车从空载到满载过程放矿设备的平均放矿时间；

步骤S13：将T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息，并基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积V₁以及获取矿石堆最高点高度H₁；

步骤S14：利用T₁时刻对应的矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制，所述放矿控制规则中，k_i＝T_i/T，k_i表示当前时刻T_i与平均放矿时间T的比值，T₁时刻，k_i＝k，V_i＝V₁，H_i＝H₁，所述放矿控制规则如下：

A若

继续放矿，继续放矿时间t为：t＝T-T₁；

B若

或

或

停止放矿；

C若

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁，若情况仍然不变，则认为放矿流量异常，继续放矿，继续放矿时间t为：t＝V/L₁-T₁，L₁＝V₁/T₁；

D若

设定间断放矿时间T_s，2T_s≤T-T₁，并持续间断放矿以及监测矿车中矿石堆最高点高度H_i与矿石堆的体积V_i，直至满足前述A-C情况；

E若

或

或

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁，若结果为A-D的情况则按上述情况处理，若结果仍然不变则停止放矿。

第三方面，本发明提供一种控制器，包括：

数据获取模块：用于获取高程信息、时间信息；

数据分析模块：用于根据数据获取模块获取的高程信息、时间信息进行数据计算得到体积、高度、时间参数；

决策模块：用于根据数据分析模块的数据采用所述放矿模型或所述放矿控制规则进行决策生成决策指令；

指令传输模块：用于将决策模块的指令传输至放矿机，用于控制放矿机的停启。

第四方面，本发明提供一种控制器，包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行实现上述方法的步骤。

第五方面，本发明提供一种放矿机，所述放矿机中设有控制器，所述控制器中设有存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行实现上述方法的步骤。

第六方面，本发明提供一种控制系统，包括：高程信息采集元件、控制器和放矿机；

所述高程信息采集元件与所述控制器连接，所述高程信息采集元件：用于采集矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息；

控制器：用于根据获取的矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息采用上述方法进行数据处理与分析，并输出决策指令至放矿机，所述决策指令用于控制放矿机的停启。

最后，本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储了计算机指令，所述计算机指令被处理器调用执行以实现上述方法的步骤。

有益效果

本发明提供的所述方法可以实现自动放矿，替代了代远程操作人员，有效规避了操作人员注意力不集中而产生的误操作，提高了放矿环境的安全性，同时，依托自动化程度的提高从而提升了放矿效率。此外，本发明基于矿车及矿车中矿石堆的表面各点的高程信息，量化了矿车的实际装载程度，将原本仅由工作人员对监控的观察，以经验来判断矿车是否装满的手段替换为更加准确的鉴别标准，构建的放矿模型有着更高的准确性及稳定性，其以实际工况为依据，只选取影响判断关键的因素，使模型中的参数得到了极大的简化。

附图说明

图1为本申请实例提供的一种放矿模型建模流程示意图；

图2为本申请实例提供的一种放矿自动控制方法流程示意图；

图3为本申请实例提供的一种放矿自动控制方法应用场景示意图；

图4为本申请实例提供的T₁时矿石堆高度信息三维视图；

图5为本申请实例提供的矿石堆三角剖分示意图；

图6为本申请实例提供的体积计算示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。应当理解，此处所提供的实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。另外，以下所提供的实施例是用于实施本申请的部分实施例，而非提供实施本申请的全部实施例，在不冲突的情况下，本申请实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示为本发明实施例的放矿模型构建过程，其包括如下步骤：

步骤101：获取矿车空载时矿车表面的高程(深度)信息、满载下矿车中矿石堆表面各点的高程(深度)信息。其中，深度信息即为高程信息。

步骤102：对所述矿车表面各点的深度(高程)信息进行校正。其中，校正内容包括：滤除矿车表面各点点云数据中的无效点以及误差较大的点，根据矿车实际规格尺寸(矿车的实际长度、宽度以及深度等)对所述空载矿车车体以及所述满载矿车车体的表面各点位置以及深度(高程)值进行修正。

步骤103：计算放矿设备平均放矿时间T，其理解为取若干组矿车从空载到满载过程的放矿时间的平均值作为平均放矿时间T。

步骤104：根据所述校正后的矿车满载时矿车内矿石堆表面的高程信息以及空载时矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息。

步骤105：分别记录若干组矿石堆的高度信息中每个矿石堆的最高点高度，并求平均值作为矿石堆平均高度H。

步骤106：根据若干组矿石堆的高度信息分别计算矿石堆的体积，即每车的装矿体积，再平均求得平均装矿体积V。

步骤107：根据平均装矿体积V以及平均放矿时间T，得到放矿设备的平均流量为L＝V/T；前式可改写为V＝L·T，即放矿体积与时间成线性关系。

步骤108：根据所述平均流量可建立自动放矿的放矿模型为

其中V_i为实际矿车内矿石堆的体积，H_i为矿石堆最高点高度。当实际放矿体积V_i与平均放矿体积V差的绝对值不大于γ，且矿石堆实际高度H_i与矿石堆平均高度H差的绝对值不大于ε时，则认为放矿量满足要求。

基于上述构建的放矿模型，在一些实施例中，本发明提供的放矿自动控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获取矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H；

步骤2：放矿过程中检测当前矿车内矿石堆的体积V_i和矿石堆最高点高度H_i，并基于放矿模型识别当前放矿量是否满足要求，若满足放矿模型，则当前放矿量满足要求，若当前放矿量满足要求，停止放矿。此时，视为满载且在后续运输过程中矿石大概率不会掉落。

如图2所示，在一些实施例中，在步骤2的具体实现过程中，其包括如下步骤：

步骤201：获取T₁＝0时，即矿车空载时，矿车表面各点的高程信息。一般是深度相机拍摄范围内矿车车厢装载位置的高程信息；其中，如图3所示，将深度相机装在矿车的正上方，获取矿车部分的深度信息。

步骤202：设定一放矿时间阈值T_i，其中T₁为所述的平均放矿时间T的k倍，本实施例中选择k等于80％，即T₁＝0.8T；

步骤203：当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息；

步骤204：将所述T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减，即可得到T₁时刻矿车内矿石堆的表面各点的高度信息，如图4所示。

步骤205：根据T₁时刻矿车内矿石堆的表面各点的高度信息，选取合适的间隔对所述矿石堆表面各点进行采样，对采样后的矿石堆表面各点用Delaunay三角剖分法组成三维Delaunay三角网，如图5所示。则矿石堆体积可视为——以剖分后的三角面片为顶面的三棱柱的体积之和，进而近似求取T₁时刻矿车内矿石堆的体积V₁。

具体的，本实施例中优选采用算法构建Delaunay三角网，其过程如下：

首先，将点集数据进行排序、分割,递归地把点集划分为足够小、互不相交的子集，直至所有子集中的点数少于4个点为止；在每一个子集内构建Delaunay子三角网；然后逐步合并相邻子集,最终形成整个点集的Delaunay三角网。其中，分治算法相对于其他的Delaunay三角网构建方法，其时间复杂度最低，构网速度快，时间效率高。

其中，组成的三角网遵循“最小角最大”和“空外接圆”准则，如下：

“最小角最大”准则是在不出现奇异性的情况下,Delaunay三角剖分最小角之和均大于任何非Delaunay剖分所形成三角形最小角之和，三角形的最小内角之和最大，从而使得划分的三角形不会出现某个内角过小的情况，比较有利于有限元的后续计算。

“空外接圆”准则是Delaunay三角剖分中任意三角形的外接圆内不包括其他结点。将所构成的Delaunay三角网再对应回原表面即生成三维Delaunay三角网。

近似求取剖分后的三角面片为顶面的三棱柱的体积，如图6所示，图中三棱柱ABCDHG体积V计算方法如下：

V＝V_ABCDEF+V_DEHFG

其中：

h₁为三棱柱最小高度

可得：

各个参数说代表的三棱柱尺寸如图6所示。

最后，将所有三棱柱的体积累加则可得到矿石堆体积。

步骤206：根据T₁时刻矿车内矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制，本实施例中，放矿控制规则如下：

①若

继续放矿，继续放矿时间t为：t＝T-T₁；

②若

或

或

则认为矿车中可能有大块矿石，停止放矿，即继续放矿时间为t＝0；

③若

重新测量T₁时刻矿石堆体积V₁与高度H₁，若情况仍然不变，则认为放矿流量异常，应通过公式L₁＝V₁/T₁校正流量，则继续放矿时间为t＝V/L₁-T₁。

④若

则认为放矿口可能有大块矿石阻碍，导致整体放矿流量下降，本实施例中，设定一间断放矿时间T_s＝0.2T/3持续间断放矿，并监测矿车中矿石堆高度H_i与矿石堆的体积V_i，直至满足前述三种情况的要求；

⑤若

或

或

则认为测量误差过大，重新对T₁时刻的体积进行测算，若多次测算后结果为①至④的情况则按上述情况处理，若结果仍然不变则停止放矿，即继续放矿时间为t＝0；

其中，按照上述规则放矿完成后，让满载矿车离开，并进入下一循环。

基于上述方法，在一些实施例中，本发明还提供一种控制器，其包括：数据获取模块、数据分析模块、决策模块以及指令传输模块。

数据获取模块用于获取高程信息、时间信息，其从采集元件中获取相关信息。

数据分析模块用于根据数据获取模块获取的高程信息、时间信息进行数据计算得到体积、高度、时间参数。其中，数值分析模块的具体计算或者处理过程可以参照前述方法实施例中的对应过程，再此不再赘述。

决策模块用于根据数据分析模块的数据采用所述放矿模型或所述放矿控制规则进行决策生成决策指令；

指令传输模块用于将决策模块的指令传输至放矿机，用于控制放矿机的停启。

应该理解到，上述功能模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。同时，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

在一些实施例中，本发明还提供一种控制器，其包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行：

获取矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H；放矿过程中检测当前矿车内矿石堆的体积V_i和矿石堆最高点高度H_i，并基于放矿模型识别当前放矿量是否满足要求，若满足放矿模型，则当前放矿量满足要求，若当前放矿量满足要求，停止放矿。

在一些实施例中，处理器调用存储器存储的计算机指令以：

获取矿车空载时，矿车表面的高程信息，并记录放矿起始时刻T₀；当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息，T₁＝kT，k为预设的阈值系数，T为同一类矿车从空载到满载过程放矿设备的平均放矿时间；将T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息，并基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积V₁以及获取矿石堆最高点高度H₁；利用T₁时刻对应的矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制。

在一些实施例中，本发明提供的放矿机中设有控制器，所述控制器中设有存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行放矿自动控制方法的步骤。

在一些实施例中，本发明提供的控制系统包括：高程信息采集元件、控制器和放矿机。所述高程信息采集元件与所述控制器连接，所述高程信息采集元件：用于采集矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息。本实施例中，高程信息采集元件为深度相机；控制器用于根据获取的矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息采用上述放矿自动控制方法进行数据处理与分析，并输出决策指令至放矿机，所述决策指令用于控制放矿机的停启。

在一些实施例中，本发明提供一种存储介质，其存储了计算机指令，所述计算机指令被处理器调用执行以实现放矿自动控制方法的步骤。

应当理解，在本发明实施例中，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。

所述存储介质为计算机可读存储介质，其可以是前述任一实施例所述的控制器的内部存储单元，例如控制器的硬盘或内存。所述存储介质也可以是所述控制器的外部存储设备，例如所述控制器上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储介质还可以既包括所述控制器的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储介质用于存储所述计算机程序以及所述控制器所需的其他程序和数据。所述存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种放矿自动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：获取矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H；

步骤2：在放矿过程中检测当前矿车内矿石堆的体积V_i和矿石堆最高点高度H_i，并基于放矿模型识别当前放矿量是否满足要求，若满足放矿模型，则当前放矿量满足要求，若当前放矿量满足要求，停止放矿，所述放矿模型如下：

式中，γ、ε分别为预设的体积差阈值、高度差阈值；

其中，步骤2中的放矿控制过程包括如下步骤：

步骤S1：获取矿车空载时，矿车表面的高程信息，并记录放矿起始时刻T₀；

步骤S2：当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息，T₁＝kT，k为预设的阈值系数，T为同一类矿车从空载到满载过程放矿设备的平均放矿时间；

步骤S3：将T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息，并基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积V₁以及获取矿石堆最高点高度H₁；

步骤S4：利用T₁时刻对应的矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制，所述放矿控制规则中，k_i＝T_i/T，k_i表示当前时刻T_i与平均放矿时间T的比值，T₁时刻，k_i＝k，V_i＝V₁，H_i＝H₁，所述放矿控制规则如下：

①若

继续放矿，继续放矿时间t为：t＝T-T₁；

②若

或

或

停止放矿；

③若

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁，若情况仍然不变，则认为放矿流量异常，继续放矿，继续放矿时间t为：t＝V/L₁-T₁，L₁＝V₁/T₁；

④若

设定间断放矿时间T_s，2T_s≤T-T₁，并持续间断放矿以及监测矿车中矿石堆最高点高度H_i与矿石堆的体积V_i，直至满足前述①-③情况；

⑤若

或

或

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁，若结果为①至④的情况则按上述情况处理，若结果仍然不变则停止放矿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述体积差阈值等于同一类矿车额定装载体积与矿车满载对应的平均装矿体积之差的绝对值；所述高度差阈值等于同一类矿车的高度与矿石堆平均高度之差的绝对值，所述矿石堆平均高度为矿车满载时矿石堆最高点高度的平均值；或者所述高度差阈值为同一类矿车的高度与矿车满载时矿石堆最高点之间高度差的绝对值的平均值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述矿车满载对应的平均装矿体积V以及矿石堆平均高度H的获取过程如下：

获取同一类矿车满载时矿车内矿石堆表面的高程信息以及空载时矿车表面的高程信息，并相减得到矿石堆的高度信息，再基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积以及矿石堆的最高点高度，最后，基于统计的若干组矿石堆的体积计算平均值得到平均装矿体积V以及若干组矿石堆的最高点高度计算平均值得到矿石堆平均高度H。

4.一种放矿自动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S11：获取矿车空载时，矿车表面的高程信息，并记录放矿起始时刻T₀；

步骤S12：当放矿时间为T₁时，暂停放矿，并获取当前T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息，T₁＝kT，k为预设的阈值系数，T为同一类矿车从空载到满载过程放矿设备的平均放矿时间；

步骤S13：将T₁时刻矿车内矿石堆表面的高程信息与T₀时刻空载矿车表面的高程信息相减得到矿石堆的高度信息，并基于所述矿石堆的高度信息计算出矿石堆的体积V₁以及获取矿石堆最高点高度H₁；

步骤S14：利用T₁时刻对应的矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁并基于放矿控制规则进行放矿控制，所述放矿控制规则中，k_i＝T_i/T，k_i表示当前时刻T_i与平均放矿时间T的比值，T₁时刻，k_i＝k，V_i＝V₁，H_i＝H₁，所述放矿控制规则如下：

A若

继续放矿，继续放矿时间t为：t＝T-T₁；

B若

或

或

停止放矿；

C若

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁以及矿石堆最高点高度H₁，若情况仍然不变，则认为放矿流量异常，继续放矿，继续放矿时间t为：t＝V/L₁-T₁，L₁＝V₁/T₁；

D若

设定间断放矿时间T_s，2T_s≤T-T₁，并持续间断放矿以及监测矿车中矿石堆最高点高度H_i与矿石堆的体积V_i，直至满足前述A-C情况；

E若

或

或

重新测量T₁时刻矿石堆的体积V₁，若结果为A-D的情况则按上述情况处理，若结果仍然不变则停止放矿。

5.一种基于权利要求1或4所述方法的控制器，其特征在于：包括：

数据获取模块：用于获取高程信息、时间信息；

数据分析模块：用于根据数据获取模块获取的高程信息、时间信息进行数据计算得到体积、高度、时间参数；

决策模块：用于根据数据分析模块的数据采用所述放矿模型或所述放矿控制规则进行决策生成决策指令；

指令传输模块：用于将决策模块的指令传输至放矿机，用于控制放矿机的停启。

6.一种控制器，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行实现权利要求1或权利要求4所述方法的步骤。

7.一种放矿机，其特征在于：所述放矿机中设有控制器，所述控制器中设有存储器和处理器，所述存储器存储计算机指令，所述处理器调用所述存储器存储的计算机指令以执行实现权利要求1或权利要求4所述方法的步骤。

8.一种基于权利要求1或4所述方法的控制系统，其特征在于：包括：高程信息采集元件、控制器和放矿机；

所述高程信息采集元件与所述控制器连接，所述高程信息采集元件：用于采集矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息；

控制器：用于根据获取的矿车、矿车内矿石堆表面的高程信息采用权利要求1或权利要求4所述的方法进行数据处理与分析，并输出决策指令至放矿机，所述决策指令用于控制放矿机的停启。

9.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质存储了计算机指令，所述计算机指令被处理器调用执行以实现权利要求1或4所述方法的步骤。

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