CN112141734A - 一种用于刮板取料机的取料控制系统及取料方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于刮板取料机的取料控制系统及取料方法。系统包括：设置于刮板取料机本体上的取料机测控子系统、设置于卸料车本体上的卸料车测控子系统以及设置于中控室的中央控制系统，所述取料机测控子系统及卸料车测控子系统均与所述中央控制系统通信连接；所述取料机测控子系统包括取料机点云数据采集设备、取料机数据融合设备、取料机姿态采集设备以及取料机PLC控制系统；所述卸料车测控子系统包括卸料车点云数据采集设备、卸料车数据融合设备、卸料车位置采集设备以及卸料车PLC控制系统；所述中央控制系统包括图像处理服务器、策略执行服务器以及中控室PLC控制系统。本发明改善了刮板取料机操作人员的工作环境，降低人力成本，提高生产效率。

Description

一种用于刮板取料机的取料控制系统及取料方法

技术领域

本发明涉及工程控制领域，具体而言，尤其涉及一种用于刮板取料机取料作业的控制系统及取料方法。

背景技术

在钢铁厂的条形原料场中，主要取料设备是刮板取料机。研究刮板取料机的全自动控制方法，对于提高取料机的作业效率、优化作业流程、降低人工成本具有重要意义。随着传感器和自控技术的发展，刮板取料机的自动化水平有了一定的发展。但由于料堆形状的多样性(图1-图4)，不能实现整个取料过程的全自动化生产。对于图1的物料堆型，可以实现自动取料功能。对于图2-图4的物料堆型，特别是靠近料隔墙边的物料，不具备自动取料功能。

现有刮板取料机自动取料技术，在系统配置方案上，主要实现方式是：依靠大量的测距传感器并配合简单的取料模型来实现。这种实现方案的缺点主要体现在系统成本较高，并且由于刮板机的模型较为简单，导致计算精度较低，因此很大程度上依赖测距传感器的辅助，这样一来，大量硬件检测结果的误差累积会降低整个系统的控制精度。

随着扫描成像技术的发展，近年来采用在刮板机大臂一侧安装一台3维激光扫描仪，用于获取料场内的点云坐标数据。此方案存在如下不足之处：第一，由于机械遮挡，一台扫描仪无法同时采集刮板机两侧料场内的点云数据。刮板机必须空走一段距离才能采集到遮挡区数据，采集效率较低。第二，利用编码器作为取料机的位置检测手段有可能给全自动化运行带来困扰，这是因为编码器有其自身的局限性，在料场的工程应用经验中，编码器存在打滑、跳变等现象，将导致位置检测的不准确。

发明内容

根据上述提出的料堆位置检测不准确的技术问题，而提供一种用于刮板取料机取料作业的控制系统及取料方法。本发明主要利用高效的3维扫描仪料堆建模技术，并且基于料堆的3维模型，结合刮板取料机的检测控制系统，通过智能控制算法建立一套刮板取料机智能控制系统。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于刮板取料机取料作业的控制系统，包括：设置于刮板取料机本体上的取料机测控子系统、设置于卸料车本体上的卸料车测控子系统以及设置于中控室的中央控制系统，所述取料机测控子系统及卸料车测控子系统均与所述中央控制系统通信连接；

所述取料机测控子系统包括取料机点云数据采集设备、取料机数据融合设备、取料机姿态采集设备以及取料机PLC控制系统，所述取料机点云数据采集设备用于从刮板取料机一侧提取第一料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至取料机数据融合设备处理后生成料堆表面的第一点云坐标，所述取料机姿态采集设备用于采集取料机的姿态数据，并发送至取料机PLC控制系统；

所述卸料车测控子系统包括卸料车点云数据采集设备、卸料车数据融合设备、卸料车位置采集设备以及卸料车PLC控制系统，所述卸料车点云数据采集设备用于从卸料车一侧提取第二料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至卸料车数据融合设备处理后生成料堆表面的第二点云坐标，所述卸料车位置采集设备用于采集卸料车的位置数据，并发送至卸料车PLC控制系统；

所述中央控制系统包括图像处理服务器、策略执行服务器以及中控室PLC控制系统，所述图像处理服务器用于接收料堆表面的第一点云坐标和料堆表面的第二点云坐标，并对二者进行融合处理后生成料堆的三维点云数据，进行料堆的三维成像显示，所述策略执行服务器接收接收管理系统下发的调度指令、作业指令以及作业参数，结合料堆的三维点云数据，生成控制指令发送至中控室PLC控制系统，并经由所述中控室PLC控制系统分别下达至取料机PLC控制系统和卸料车PLC控制系统。

进一步地，所述取料机点云数据采集设备设置于刮板取料机大臂平台，随取料机一起移动；所述卸料车点云数据采集设备设置于卸料车上，随卸料车一起移动。

进一步地，所述取料机点云数据采集设备和卸料车点云数据采集设备采用3维激光扫描仪。

进一步地，所述取料机点云数据采集设备采用2维激光扫描仪搭载旋转云台，所述取料机数据融合设备将取料机点云数据采集设备采集的2维点云数据和云台旋转角度数据进行融合计算，使计算结果为能够反映料场表面的第一点云坐标；

所述卸料车点云数据采集设备采用2维激光扫描仪搭载旋转云台，所述卸料车数据融合设备将卸料车点云数据采集设备采集的2维点云数据和云台旋转角度数据进行融合计算，使计算结果为能够反映料场表面的第二点云坐标。

进一步地，所述第一点云坐标和第二点云坐标均为欧几里德坐标空间下的三维坐标。

进一步地，所述图像处理服务器还用于进行点云数据的压缩存储，以便进行物料统计分析和历史数据查询。

进一步地，所述取料机姿态采集设备包括电磁式位置检测母线、编码器、倾角仪，分别用于对取料机的走行位置和俯仰角度进行实时测量。

进一步地，所述取料机姿态采集设备还包括用于校验的编码器或RFID设备。

一种基于上述系统的取料方法，包括：

由取料机点云数据采集设备采集料堆外表面的第一点云数据，将采集到的数据传输到取料机数据融合设备中，进行融合算法形成三维点云数据，并传输到图像处理服务器中，同时由卸料车点云数据采集设备采集料堆外表面的第二点云数据，将采集到的数据传输到卸料车数据融合设备中，进行融合算法形成三维点云数据，并传输到图像处理服务器中；

图像处理服务器根据接收的第一点云数据和第二电源数据，进行料场的三维成像显示、历史数据查询和料场数据统计；

由取料机姿态采集设备检测取料机的走行位置、俯仰角度、拉力值的实时信息，将这些信息通过无线或者有线方式由中控PLC系统传输到策略执行服务器中；

策略执行服务器根据接受的上层管理系统发来的调度指令和作业指令，明确取料种类、取料重量、取料料流信息，同时也接受操作工人输入的作业参数；

策略执行服务器从图像处理服务器中读取取料范围内的三维点云数据，通过三角重构算法建立料堆的三维模型，提取三维模型中料堆的最高点曲线和底边边缘曲线，计算料堆坡度角、料堆体积参数；

策略执行服务器根据最高点曲线和底边边缘曲线计算出刮板取料机进行平料的刮板倾斜角、平料起点和平料终点，同时，策略执行服务器根据料堆坡度角、料堆体积计算出刮板取料机进行取料的取料流量、取料机俯仰角度、取料起点和取料终点；

由策略执行服务器生成取料作业的动作指令，并通过中控PLC系统下达给取料机PLC控制系统，取料机PLC控制系统进而控制各机构驱动装置执行动作。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明改善了刮板取料机操作人员的工作环境，降低了人力成本，提高生产效率。

2、本发明系统采用规范取料作业流程和操作，延长取料机的使用寿命。

3、本发明通过高效的3维扫描仪料堆建模技术，基于料堆的3维模型，结合刮板取料机的检测控制系统，通过智能控制算法建立一套刮板取料机智能控制系统。

4、本发明中设置两台“点云数据采集设备”，分别位于卸料车和取料机上。二者采集数据在“图像服务器”中进行坐标变换和数据融合，形成同一坐标系下数据，解决了数据采集效率低下的问题。

5、本发明通过取料机姿态采集设备的具体设置，解决了长行程依靠编码器检测距离误差过大的问题。

基于上述原因，本发明能够在刮板取料机取料作业的控制系统领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中料堆第一形状示意图。

图2为背景技术中料堆第二形状示意图。

图3为背景技术中料堆第三形状示意图。

图4为背景技术中料堆第四形状示意图。

图5为本发明系统结构示意图。

图6为实施例中设备安装位置示意图。

图7为实施例中全自动取料控制系统装置连接示意图。

图中：1、取料机点云数据采集设备；2、取料机数据融合设备；3、取料机姿态采集设备；4、取料机PLC控制系统；5、刮板取料机本体；6、图像处理服务器；7、策略执行服务器；8、中控室PLC控制系统；9、中控室；10、卸料车点云数据采集设备；11、卸料车数据融合设备；12、卸料车位置采集设备；13、卸料车PLC控制系统；14、卸料车本体。

101、取料机电气室；102、图像点云数据采集设备；103、云台；104、数据融合设备；105、刮板机机上PLC；106、以太网交换机；107、电磁式检测母线；108、走行变频器；109、走行位置校验编码器；110、俯仰变频器；111、俯仰编码器；112、链条驱动变频器；113、防碰撞检测设备；114、机上无线通讯设备；115、地面无线通讯设备；116、中控室；117、中控室冗余PLC；118、图像处理服务器；119、策略执行服务器；120、以太网交换机；121、卸料车电气室；122、卸料车图像点云数据采集设备；123、卸料车云台；124、数据融合设备；125、卸料车机上PLC；126、卸料车交换机；127、机上无线通讯设备。

201、第一走行机构；202、第二走行机构；203、刮板机构；204代表俯仰机构；205代表起升钢丝绳；206、取料机点云数据采集设备；207代表链条驱动机构；208、漏斗；209、卸料车点云数据采集设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图5所示，本发明提供了一种用于刮板取料机取料作业的控制系统，包括：设置于刮板取料机本体上的取料机测控子系统、设置于卸料车本体上的卸料车测控子系统以及设置于中控室的中央控制系统，取料机测控子系统及卸料车测控子系统均与中央控制系统通信连接。

取料机测控子系统包括取料机点云数据采集设备、取料机数据融合设备、取料机姿态采集设备以及取料机PLC控制系统，所述取料机点云数据采集设备用于从刮板取料机一侧提取第一料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至取料机数据融合设备处理后生成料堆表面的第一点云坐标，所述取料机姿态采集设备用于采集取料机的姿态数据，并发送至取料机PLC控制系统。

卸料车测控子系统包括卸料车点云数据采集设备、卸料车数据融合设备、卸料车位置采集设备以及卸料车PLC控制系统，所述卸料车点云数据采集设备用于从卸料车一侧提取第二料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至卸料车数据融合设备处理后生成料堆表面的第二点云坐标，所述卸料车位置采集设备用于采集卸料车的位置数据，并发送至卸料车PLC控制系统。

具体来说，取料机点云数据采集设备1位于刮板取料机大臂平台，随取料机一起移动。卸料车点云数据采集设备10位于卸料车，随卸料车一起移动。进一步地，本实施例采用1、10两台料堆图像点云数据采集设备。采用两套采集设备，一套位于卸料车，在卸料作业时对于料堆点云数据实时更新，另一套位于刮板机大臂一侧，在取料作业时对于料堆点云数据实时更新。这样就能解决取料机本体造成的盲区数据无法采集的问题。

料堆图像点云数据采集设备1、10可采用的硬件设备为2维或3维激光扫描仪，该装置用于采集料堆外轮廓数据，这些数据将传输到数据融合设备中。优选地，本实施例采用2维激光扫描仪搭载旋转云台组合而成三维激光扫描仪，将二维点云数据及云台的对应角度进行三维化计算。这样做的优点是可以大幅降低硬件成本。

数据融合设备4位于取料机电气室，数据融合设备11位于卸料车电气室。其主要用于将图像点云数据采集设备采集到的数据，进行数据融合转换，最终转换成欧几里德坐标空间的三维坐标。以二维激光扫描仪搭配旋转云台作为图像点云数据采集设备为例，数据融合设备将二维点云数据和云台旋转角度数据进行融合计算，使计算结果能够反映料场表面的三维坐标。同时，数据融合设备4和11将大量点云数据叠加处理，去除重叠点；对数据进行轻量化和降噪处理。处理后的有效点云数据发送到图像处理服务器9。

此外，中央控制系统包括图像处理服务器、策略执行服务器以及中控室PLC控制系统，所述图像处理服务器用于接收料堆表面的第一点云坐标和料堆表面的第二点云坐标，并对二者进行融合处理后生成料堆的三维点云数据，进行料堆的三维成像显示，所述策略执行服务器接收管理系统下发的调度指令、作业指令以及作业参数，结合料堆的三维点云数据，生成控制指令发送至中控室PLC控制系统，并经由所述中控室PLC控制系统分别下达至取料机PLC控制系统和卸料车PLC控制系统。

具体来说，图像处理服务器9处理数据融合设备4和11发送的点云数据。具体地，利用点云数据三角重构算法建立料堆三维显示模型并实现三维成像显示；点云数据的压缩存储，以便在图像处理服务器中进行物料统计分析和历史数据查询。

取料机姿态采集设备3采用的硬件设备包括电磁式位置检测母线、编码器、倾角仪等，用于取料机的二个姿态数据(走行位置、俯仰角度)的实时测量，这些实时测量数据通过刮板机PLC系统4传输到策略执行服务器中，参与全自动取料算法的计算和指令控制。

本实施例中所述的取料机姿态采集设备，由于刮板取料机多位于封闭料场，优选地，采用格雷母线等电磁式母线采集设备，并配置编码器或RFID等设备用于校验。

取料机PLC控制系统4和中控室PLC控制系统8之间进行数据和指令交互。取料机PLC控制系统4将取料机上的相关检测信号传输至中控室PLC控制系统8，由中控室PLC控制系统8与策略执行服务器7进行数据和指令交互。同时，策略执行服务器7将把工艺控制指令通过中控室PLC控制系统8下发至取料机PLC控制系统4，由取料机PLC控制系统4来控制取料机主要机构(俯仰机构、走行机构、链条驱动机构等)的具体动作。

策略执行服务器7中搭载有智能化控制软件，该软件包括策略计算、工艺控制二部分。该软件根据取料机作业计划任务，经过处理、分解、转化成具体动作指令，通过中控室PLC控制系统8与取料机PLC系统4进行实时通讯下达。

刮板取料机本体5的主要结构如图6所示。其中走行机构201、202通过变频等驱动装置带动整台取料机在轨道上行走；俯仰机构204通过变频电机驱动装置带动钢丝绳205收/放，从而进行上下俯仰动作；链条驱动机构207通过电机驱动装置带动链条转动。上述主要机构的协调动作构成了取料机的作业过程。在取料机作业过程中，刮板式链条驱动机构207保持旋转，刮板铲取物料并将物料投掷到漏斗208的皮带上，最终物料随皮带运输至指定地点。

下面通过具体的应用实例对本发明的方案和效果做进一步说明。

本实施例的实施对象是某钢厂一次原料库取料机，如图7所示。本实施例的控制流程如下所述：

图像点云数据采集设备102和云台103采集的数据，经数据融合设备104进行融合处理成三维点云坐标数据后，通过无线网络传输到中控室内的图像处理服务器117中，以便进行数据归类存储和图像显示。

图像点云数据采集设备122和云台123采集的数据，经数据融合设备124进行融合处理成三维点云坐标数据后，通过无线网络传输到中控室内的图像处理服务器117中，以便进行数据归类存储和图像显示。

取料机机上PLC设备105将检测到的取料机姿态数据传输到中控室的冗余PLC设备117，它再与策略执行服务器118中进行数据交互。

本实施例中，采用俯仰编码器111、走行电磁式检测母线107来进行取料机的姿态检测。上述检测设备的检测值传输到取料机电气室内的PLC系统中。姿态检测装置也可以采用其他有类似功能的硬件设备来完成如激光测距仪。

安全防碰设备113的检测值传输到电气室内的PLC系统中。

本发明还提供了一种基于上述系统的取料方法，包括：

由图像点云数据采集设备1和10分别采集料堆外廓点云数据，推荐使用二维激光扫描仪配合旋转云台的方式，进行数据采集，分别将采集到的数据传输到数据融合设备4和11中，进行融合算法的计算，形成三维点云数据，通过可靠的通讯方式传输到图像处理服务器6中，图像处理服务器6中的图像算法将根据三维点云数据进行料场的三维成像显示、历史数据查询和料场数据统计。由取料机姿态采集设备3检测取料机的走行位置、俯仰角度、拉力值等实时信息，将这些信息通过无线或者有线等可靠的通讯方式由中控PLC系统8传输到策略执行服务器7中。策略执行服务器7将接受上层管理系统发来的调度指令和作业指令，这些指令将明确取料种类、取料重量、取料料流等信息，同时也接受全自动系统的界面操作工人输入的作业参数。

策略执行服务器7中的全自动取料策略算法从图像处理服务器6中读取取料范围内的三维点云数据，通过三角重构算法建立料堆的三维模型,提取三维模型中料堆的最高点曲线和底边边缘曲线，计算料堆坡度角、料堆体积参数。

为保证取料过程中料流的稳定性以及取料效率，取料机工作分为平料和取料两个生产过程。平料过程智能控制:策略执行服务器7根据最高点曲线和底边边缘曲线计算出刮板取料机进行平料的刮板倾斜角、平料起点和平料终点；取料过程智能控制：策略执行服务器7根据料堆坡度角、料堆体积计算出刮板取料机进行取料的取料流量、取料机俯仰角度、取料起点和取料终点。

刮板取料机本体的全自动取料作业的动作，是由策略执行服务器7通过中控PLC系统8下达给取料机PLC控制系统4，取料机PLC控制系统4控制各机构驱动装置执行动作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，包括：设置于刮板取料机本体上的取料机测控子系统、设置于卸料车本体上的卸料车测控子系统以及设置于中控室的中央控制系统，所述取料机测控子系统及卸料车测控子系统均与所述中央控制系统通信连接；

所述取料机测控子系统包括取料机点云数据采集设备、取料机数据融合设备、取料机姿态采集设备以及取料机PLC控制系统，所述取料机点云数据采集设备用于从刮板取料机一侧提取第一料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至取料机数据融合设备处理后生成料堆表面的第一点云坐标，所述取料机姿态采集设备用于采集取料机的姿态数据，并发送至取料机PLC控制系统；

所述卸料车测控子系统包括卸料车点云数据采集设备、卸料车数据融合设备、卸料车位置采集设备以及卸料车PLC控制系统，所述卸料车点云数据采集设备用于从卸料车一侧提取第二料堆外轮廓数据，并将提取的数据发送至卸料车数据融合设备处理后生成料堆表面的第二点云坐标，所述卸料车位置采集设备用于采集卸料车的位置数据，并发送至卸料车PLC控制系统；

所述中央控制系统包括图像处理服务器、策略执行服务器以及中控室PLC控制系统，所述图像处理服务器用于接收料堆表面的第一点云坐标和料堆表面的第二点云坐标，并对二者进行融合处理后生成料堆的三维点云数据，进行料堆的三维成像显示，所述策略执行服务器接收接收管理系统下发的调度指令、作业指令以及作业参数，结合料堆的三维点云数据，生成控制指令发送至中控室PLC控制系统，并经由所述中控室PLC控制系统分别下达至取料机PLC控制系统和卸料车PLC控制系统。

2.根据权利要求1所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述取料机点云数据采集设备设置于刮板取料机大臂平台，随取料机一起移动；所述卸料车点云数据采集设备设置于卸料车上，随卸料车一起移动。

3.根据权利要求2所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述取料机点云数据采集设备和卸料车点云数据采集设备采用3维激光扫描仪。

4.根据权利要求2所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述取料机点云数据采集设备采用2维激光扫描仪搭载旋转云台，所述取料机数据融合设备将取料机点云数据采集设备采集的2维点云数据和云台旋转角度数据进行融合计算，使计算结果为能够反映料场表面的第一点云坐标；

所述卸料车点云数据采集设备采用2维激光扫描仪搭载旋转云台，所述卸料车数据融合设备将卸料车点云数据采集设备采集的2维点云数据和云台旋转角度数据进行融合计算，使计算结果为能够反映料场表面的第二点云坐标。

5.根据权利要求4所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述第一点云坐标和第二点云坐标均为欧几里德坐标空间下的三维坐标。

6.根据权利要求1所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述图像处理服务器还用于进行点云数据的压缩存储，以便进行物料统计分析和历史数据查询。

7.根据权利要求1所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述取料机姿态采集设备包括电磁式位置检测母线、编码器、倾角仪，分别用于对取料机的走行位置和俯仰角度进行实时测量。

8.根据权利要求7所述的用于刮板取料机取料作业的控制系统，其特征在于，所述取料机姿态采集设备还包括用于校验的编码器或RFID设备。

9.一种基于权利要求1所述系统的取料方法，其特征在于，包括：

由取料机点云数据采集设备采集料堆外表面的第一点云数据，将采集到的数据传输到取料机数据融合设备中，进行融合算法形成三维点云数据，并传输到图像处理服务器中，同时由卸料车点云数据采集设备采集料堆外表面的第二点云数据，将采集到的数据传输到卸料车数据融合设备中，进行融合算法形成三维点云数据，并传输到图像处理服务器中；

图像处理服务器根据接收的第一点云数据和第二电源数据，进行料场的三维成像显示、历史数据查询和料场数据统计；

由取料机姿态采集设备检测取料机的走行位置、俯仰角度、拉力值的实时信息，将这些信息通过无线或者有线方式由中控PLC系统传输到策略执行服务器中；

策略执行服务器根据接受的上层管理系统发来的调度指令和作业指令，明确取料种类、取料重量、取料料流信息，同时也接受操作工人输入的作业参数；

策略执行服务器从图像处理服务器中读取取料范围内的三维点云数据，通过三角重构算法建立料堆的三维模型，提取三维模型中料堆的最高点曲线和底边边缘曲线，计算料堆坡度角、料堆体积参数；

策略执行服务器根据最高点曲线和底边边缘曲线计算出刮板取料机进行平料的刮板倾斜角、平料起点和平料终点，同时，策略执行服务器根据料堆坡度角、料堆体积计算出刮板取料机进行取料的取料流量、取料机俯仰角度、取料起点和取料终点；

由策略执行服务器生成取料作业的动作指令，并通过中控PLC系统下达给取料机PLC控制系统，取料机PLC控制系统进而控制各机构驱动装置执行动作。

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