CN113483710B - 构建料堆高度计算模型的方法和料堆高度测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种构建料堆高度计算模型的方法、料堆高度测量方法、构建料堆高度计算模型的装置、料堆高度测量装置、计算机设备、料堆高度测量系统和存储介质。所述方法包括：根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。采用本方法能够使装舱点指挥人员根据料堆高度计算模型即可准确计算出料堆高度，提高了装船机的工作效率。

Description

构建料堆高度计算模型的方法和料堆高度测量方法

技术领域

本申请涉及自动检测技术领域，特别是涉及一种构建料堆高度计算模型的方法、料堆高度测量方法、构建料堆高度计算模型的装置、料堆高度测量装置、计算机设备、料堆高度测量系统和存储介质。

背景技术

随着大型的散货自动装船机的普遍应用，装船机成为港口作业的主要设备。在装船机抛料的过程中，工作人员需要根据料堆高度判断当前装舱点是否装满，从而决定是否需要将装船机移动至下一个装舱点进行作业。目前，料堆高度的判断均根据装舱点指挥人员的工作经验进行判断，由于装舱点指挥人员的视角有限，无法准确的判断料堆的高度，从而极易导致装船机溜桶与料堆发生碰撞而影响装船机的工作效率。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种构建料堆高度计算模型的方法、料堆高度测量方法、构建料堆高度计算模型的装置、料堆高度测量装置、计算机设备、料堆高度测量系统和存储介质。

第一方面，提供了一种构建料堆高度计算模型的方法，该方法包括：

根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；

根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；安息角根据料堆材料的类型确定；

根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

在其中一个实施例中，该方法还包括：根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程的步骤之前还包括：建立二维直角坐标系；二维直角坐标系的横轴与料堆底面平行；其中，第一目标点、第二目标点和第三目标点位于二维直角坐标系中。

在其中一个实施例中，二维直角坐标系的原点为第一目标点。

第二方面，提供了一种料堆高度测量方法，该方法包括：

接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值；第一距离值是指测距雷达与第二目标点的距离值；第二距离值是指测距雷达与第三目标点的距离值；第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；

获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值；第三距离值是指测距雷达与料堆底面的距离值；第四距离值是指测距雷达在料堆底面的投影与第一目标点在料堆底面的投影之间的距离值；第五距离值是指在料堆底面的垂直方向上测距雷达与第一目标点之间的距离值；安息角根据料堆材料的类型确定；第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；

根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值；其中，料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；抛料曲线方程根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标确定；料堆侧面直线方程根据第三目标点的坐标和安息角确定。

在其中一个实施例中，根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值的步骤之后还包括：若料堆高度值大于或等于高度阈值，则输出停止抛料控制指令；停止抛料控制指令用于指示抛料设备停止抛料。

第三方面，提供了一种构建料堆高度计算模型的装置，该装置包括抛料曲线方程确定模块、料堆侧面直线方程确定模块以及料堆高度计算模型确定模块。

其中，抛料曲线方程确定模块用于根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；所述第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；所述第二坐标点是指测距雷达的发射波与所述抛料溜桶抛出料流的交点。料堆侧面直线方程确定模块用于根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；所述安息角根据料堆材料的类型确定。料堆高度计算模型确定模块用于根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

第四方面，提供了一种料堆高度测量装置，该装置包括数据接收模块、数据获取模块以及料堆高度计算模块。

其中，数据接收模块用于接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值；第一距离值是指测距雷达与第二目标点的距离值；第二距离值是指测距雷达与第三目标点的距离值；第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；数据获取模块用于获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值；第三距离值是指测距雷达与料堆底面的距离值；第四距离值是指测距雷达在料堆底面的投影与第一目标点在料堆底面的投影之间的距离值；第五距离值是指在料堆底面的垂直方向上测距雷达与第一目标点之间的距离值；安息角根据料堆材料的类型确定；第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；料堆高度计算模块用于根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值；其中，料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；抛料曲线方程根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标确定；料堆侧面直线方程根据第三目标点的坐标和安息角确定。

第五方面，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述方法实施例中任一方法的步骤。

第六方面，提供了一种料堆高度测量系统，该系统包括计算机设备、测距雷达以及抛料设备，计算机设备连接测距雷达和抛料设备。

其中，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第四方法实施例和第五方法实施例中任一方法的步骤；测距雷达用于测量第一距离值和第二距离值，并将第一距离值和第二距离值反馈至计算机设备。抛料设备用于存储第三距离值、第四距离值、第五距离值和安息角的值。

第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中任一方法的步骤。

上述构建料堆高度计算模型的方法、料堆高度测量方法、构建料堆高度计算模型的装置、料堆高度测量装置、计算机设备、料堆高度测量系统和存储介质，通过将抛料溜桶抛出料流的起点作为第一目标点，将测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点作为第二目标点，并根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；而后，通过将测距雷达的发射波与料堆侧面的交点作为第三目标点，根据料堆材料的类型确定料堆材料的安息角，并根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；接着，根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，而得到料堆高度计算模型。基于此，装舱点指挥人员根据料堆高度计算模型即可准确计算出料堆高度，从而避免因装舱点指挥人员料堆高度判断失误而导致的装船机溜桶与料堆发生碰撞，提高了装船机的工作效率。

附图说明

图1为一个实施例中构建料堆高度计算模型的方法的第一流程示意图；

图2为一个实施例中构建料堆高度计算模型的方法的第二流程示意图；

图3为一个实施例中料堆高度测量方法的第一流程示意图；

图4为一个实施例中料堆高度测量方法的第二流程示意图；

图5为一个实施例中构建料堆高度计算模型的方法或料堆高度测量方法的应用环境图；

图6为一个实施例中构建料堆高度计算模型的装置的第一结构框图；

图7为一个实施例中构建料堆高度计算模型的装置的第二结构框图；

图8为一个实施例中料堆高度测量装置的第一结构框图；

图9为一个实施例中料堆高度测量装置的第二结构框图；

图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图；

图11为一个实施例中料堆高度测量系统的第二结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种构建料堆高度计算模型方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明。本实施例中，该方法包括步骤102至步骤106。

步骤102，根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程。

其中，抛料曲线是指料堆材料从装船机的抛料溜桶向船舱进行抛料作业时所形成的轨迹曲线，该抛料曲线实质上是典型的圆锥曲线——抛物线。第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点即该抛料曲线的顶点。第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点。将第一目标点的坐标和第二坐标点的坐标代入普通抛物线方程中即可确定抛料曲线方程。

在一个具体示例中，第一目标点的坐标即抛料溜桶抛出料流的起点的坐标为(h,k),第二目标点的坐标即测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点的坐标为(x₁,y₁),将第一目标点的坐标(h,k)和第二目标点的坐标(x₁,y₁)代入抛物线方程的顶点式y＝a(x-h)²+k且(a≠0)中，即可确定参数a、h和k，也就可以确定抛料曲线方程，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

步骤104，根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程。

其中，料堆材料从装船机的抛料溜桶抛出后，则会落在船舱底部形成料堆。该料堆整体的外部轮廓为等腰三角形，而侧面轮廓则为一条直线即料堆侧面直线。第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点。料堆材料的安息角是指料堆侧面使至于料堆上的料堆材料处于沿料堆侧面下滑的临界状态时，与水平表面即料堆底面所形成的最小角度。上述料堆材料的安息角根据料堆材料的类型决定。

在一个具体示例中，第三目标点的坐标即测距雷达的发射波与料堆侧面的交点的坐标为(x₂,y₂)，料堆材料的安息角为θ，直线方程的斜截式为y＝kx+b，根据料堆材料的安息角θ即可确定直线方程的斜率k＝-tanθ，再将第三目标点的坐标(x₂,y₂)代入直线方程即可确定参数k和b，从而也就确定了料堆侧面直线方程，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

步骤106，根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

其中，料堆材料从装船机的抛料溜桶抛出后，始终落在料堆的顶点处即抛料曲线和料堆侧面直线的交点处。根据上述步骤中确定的抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，在抛料曲线曲线方程的值与料堆侧面直线方程的值相等时，即推导出料堆的顶点坐标的表达式，而料堆的顶点坐标中纵坐标的表达式则为料堆高度计算模型。

上述构建料堆高度计算模型的方法，通过将抛料溜桶抛出料流的起点作为第一目标点，将测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点作为第二目标点，并根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；而后，通过将测距雷达的发射波与料堆侧面的交点作为第三目标点，根据料堆材料的类型确定料堆材料的安息角，并根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；接着，根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，而得到料堆高度计算模型。基于此，装舱点指挥人员根据料堆高度计算模型即可准确计算出料堆高度，从而避免因装舱点指挥人员料堆高度判断失误而导致的装船机溜桶与料堆发生碰撞，提高了装船机的工作效率。

在其中一个实施例中，如图2所示，该方法还包括：根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程的步骤之前还包括步骤101。

步骤101，建立二维直角坐标系。

其中，二维直角坐标系的横轴与料堆底面平行，二维直角坐标系的纵轴与横轴垂直，也就是说二维直角坐标系的纵轴与料堆底面垂直。第一目标点、第二目标点和第三目标点均位于二维直角坐标系中。在其中一个实施例中，二维直角坐标系的原点为第一目标点，从而第一目标点的坐标为(0,0)，即可在确定抛料曲线方程的过程中减少计算量，从而提高构建料堆高度计算模型的效率。

在本实施例中，通过建立二维直角坐标系为确定抛料曲线方程、料堆侧面直线方程以及料堆高度计算模型提供便利，相对建立其他类型坐标系而言，减少了构建料堆高度计算模型过程中的计算量，从而提高构建料堆高度计算模型的效率。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种料堆高度测量方法，本实施例以该方法应用于料堆高度测量系统进行举例说明。本实施例中，该方法包括步骤302至步骤306。

步骤302，接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值。

其中，测距雷达用于测量第一距离值和第二距离值，并及时反馈第一距离值和第二距离值。当测距雷达反馈第一距离值和第二距离值时，料堆高度测量系统中计算机设备将及时接收接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值。第一距离值是指测距雷达与第二目标点的距离值，而第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点。第二距离值是指测距雷达与第三目标点的距离值，而第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点。

步骤304，获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值。

其中，装船机的抛料设备用于控制抛料溜桶向船舱进行抛料作业。该抛料设备中存储有第三距离值，第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值。当料堆高度测量系统需测量料堆高度时，料堆高度测量系统中计算机设备将获取获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值。

第三距离值是指测距雷达与料堆底面的距离值，也就是指测距雷达与船舱底部的距离值。在一个具体示例中，由于船停在港口进行装料的过程中，船舱底部会随着港口水面的波动而产生波动，所以测距雷达与料堆底面的距离值并非固定值，装船机的抛料设备上的北斗系统会及时更新抛料设备中存储的第三距离值，从而保证最终得到的料堆高度值的准确性，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

第四距离值是指测距雷达在料堆底面的投影与第一目标点在料堆底面的投影之间的距离值。其中，第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点。在一个具体示例中，由于测距雷达设置于装船机抛料溜桶的溜桶平台上，所以抛料溜桶的抛料口作为抛料溜桶抛出料流的起点与测距雷达在水平方向的距离即第四距离值是固定值。此外，第四距离值存储于抛料设备中。

第五距离值是指在料堆底面的垂直方向上测距雷达与第一目标点之间的距离值。其中，第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点。在一个具体示例中，由于船停在港口进行装料的过程中，船舱底部会随着港口水面的波动而产生波动，所以抛料溜桶抛出料流的起点即抛料溜桶的抛料口与料堆底面的距离值并非固定值，装船机的抛料设备上的北斗系统会及时更新抛料设备中存储的第五距离值，从而保证最终得到的料堆高度值的准确性，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

料堆材料的安息角的值在料堆高度测量前存储于抛料设备中。在其中一个实施例中，装船机上的工作人员可以进行料堆高度测量前，在抛料设备中设置料堆材料的类型，抛料设备则可根据该料堆材料的类型自动生成该料堆材料的安息角的值，并存储该料堆材料的安息角的值。

步骤306，根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值。

其中，料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；抛料曲线方程根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标确定；料堆侧面直线方程根据第三目标点的坐标和安息角确定。将上述过程中得到的第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值输入值料堆高度计算模型中进行计算，即可得到料堆高度值。

上述料堆高度测量方法，通过接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值，并获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值，即可根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值。基于此，装舱点指挥人员根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型即可准确计算出料堆高度，从而避免因装舱点指挥人员料堆高度判断失误而导致的装船机溜桶与料堆发生碰撞，提高了装船机的工作效率。

在其中一个实施例中，如图4所示，根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值的步骤之后还包括步骤308。

步骤308，若料堆高度值大于或等于高度阈值，则输出停止抛料控制指令。

在根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值时，将料堆高度值与高度阈值进行比较，若料堆高度值大于或等于高度阈值，则输出停止抛料控制指令。其中，停止抛料控制指令用于指示抛料设备停止抛料。

在一个具体示例中，高度阈值可以是预先设置并存储抛料设备中的船舱待装料高度值，在料堆高度值与上述船舱待装料高度值相等时，则表示该船舱装满可以通过输出停止抛料控制指令，以指示抛料设备停止抛料以及提醒装船机工作人员控制抛料设备移动至下一装船舱进行作业，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

在一个具体示例中，高度阈值还可以是预先设置并存储抛料设备中的料堆最大高度值，当料堆高度值与上述料堆最大高度值相等时，则表示料堆已经与抛料溜桶的抛料口即将发生接触，为了避免抛料溜桶发生碰撞，则及时输出停止抛料控制指令，以指示抛料设备停止抛料以及提醒装船机工作人员注意抛料设备的操作，以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

在本实施例中，通过料堆高度值和高度阈值的比较，并在料堆高度值大于或等于高度阈值输出停止抛料控制指令，以指示抛料设备停止抛料，提高了抛料设备的便利性。

在一个具体示例中，如图5所示，以抛料溜桶抛出料流的起点即抛料溜桶的抛料口为原点O建立二维直角坐标系XOY，该原点O则为抛料曲线的顶点即第一目标点O，从而第一目标点O的纵坐标即抛料溜桶的抛料口在二维直角坐标系XOY的坐标为(0,0)。此外，料堆材料的安息角的值θ在料堆高度测量前存储于抛料设备中。

由于测距雷达A设置于装船机抛料溜桶的溜桶平台上，所以测距雷达A在料堆底面的投影与第一目标点O在料堆底面的投影之间的距离值即第四距离值是固定值d₂，且第四距离值d₂存储于抛料设备中。由于测距雷达A与料堆底面的距离值即第三距离值Z₁存储于装船机的抛料设备中，而在料堆底面的垂直方向上测距雷达A与第一目标点O之间的距离值即第五距离值也存储于装船机的抛料设备中，所以第一目标点O与料堆底面的距离值Z₃可以通过第三距离值Z₁与第五距离值的差得到。

所以可以得到测距雷达A在二维直角坐标系XOY的坐标为(-d₂,Z₁)。根据测距雷达A反馈的第二距离值h₁即测距雷达A与第三目标点M₂的距离值。其中，第三目标点M₂是指测距雷达A的发射波与料堆侧面的交点，所以第三目标点M₂在二维直角坐标系XOY的坐标为(-d₂,Z₁-Z₃-h₁)。

假设料堆侧面直线方程为：

y₁＝k₁x+b；

因为已知料堆材料的安息角的值θ，所以料堆侧面直线方程中斜率k₁＝-tanθ；

又因为已知第三目标点M₂的坐标为(-d₂,Z₁-Z₃-h₁)；

将第三目标点M₂的坐标(-d₂,Z₁-Z₃-h₁)和料堆侧面直线方程中斜率k₁＝-tanθ代入堆侧面直线方程y₁＝k₁x+b中，则可得：

b＝Z₁-Z₃-h₁-d₂·tanθ；

综上所述，堆侧面直线方程可以确定为：

y₁＝-tanθ·x+Z₁-Z₃-h₁-d₂·tanθ；

第二目标点M₁是指测距雷达A的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；其中，测距雷达A反馈的第一距离值d₁即测距雷达A与第二目标点M₁的距离值，所以第二目标点M₁在二维直角坐标系XOY的坐标为(-d₂,Z₁-Z₃-d₁)。

假设抛料曲线方程为y₂＝k₂x²；

将第二目标点M₁的坐标(-d₂,Z₁-Z₃-d₁)代入抛料曲线方程为y＝kx²中，则可得：

Z₁-Z₃-d₁＝k₂(-d₂)²；

又因为抛料曲线的开口始终向下；

所以k₂<0；

所以

综上，抛料曲线方程可以确定为：

当抛料曲线方程与堆侧面直线方程相等时，则代表料堆侧面直线与抛料曲线相交，而料堆侧面直线与抛料曲线交点即料堆的顶点M₃；

所以，

所以，

为料堆的顶点M₃的横坐标。

将料堆的顶点M₃的横坐标代入堆侧面直线方程中，可得料堆的顶点M₃的纵坐标：

又因为料堆的高度H是第一目标点O与料堆底面的距离值Z₃和料堆的顶点M₃的纵坐标的和；

所以料堆的高度H即料堆高度计算模型为：

当料堆高度测量系统中的计算机设备接收到测距雷达A反馈的第一距离值d₁和第二距离值h₁，并获取抛料设备中存储的第三距离值Z₁、第四距离值d₂和第五距离值，即根据第一距离值d₁、第二距离值h₁、第三距离值Z₁、第四距离值d₂、第五距离值以及料堆高度计算模型，得到料堆的高度值H。以上仅为具体示例，实际应用中可根据实际需求而灵活设置，在此不进行限制。

应该理解的是，虽然图1-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种构建料堆高度计算模型的装置，该装置包括抛料曲线方程确定模块601、料堆侧面直线方程确定模块602以及料堆高度计算模型确定模块603。

其中，抛料曲线方程确定模块601用于根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；所述第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；所述第二坐标点是指测距雷达的发射波与所述抛料溜桶抛出料流的交点。

料堆侧面直线方程确定模块602用于根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；所述安息角根据料堆材料的类型确定。

料堆高度计算模型确定模块603用于根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

在其中一个实施例中，如图7所示，上述装置还包括坐标系建立模块600。

其中，坐标系建立模块600用于建立二维直角坐标系；二维直角坐标系的横轴与料堆底面平行；其中，第一目标点、第二目标点和第三目标点位于二维直角坐标系中。

关于构建料堆高度计算模型的装置的具体限定可以参见上文中对于构建料堆高度计算模型的方法的限定，在此不再赘述。上述构建料堆高度计算模型的装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种料堆高度测量装置，该装置包括数据接收模块801、数据获取模块802以及料堆高度计算模块803。

其中，数据接收模块801用于接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值；第一距离值是指测距雷达与第二目标点的距离值；第二距离值是指测距雷达与第三目标点的距离值；第二目标点是指测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；第三目标点是指测距雷达的发射波与料堆侧面的交点。

数据获取模块802用于获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值；第三距离值是指测距雷达与料堆底面的距离值；第四距离值是指测距雷达在料堆底面的投影与第一目标点在料堆底面的投影之间的距离值；第五距离值是指在料堆底面的垂直方向上测距雷达与第一目标点之间的距离值；安息角根据料堆材料的类型确定；第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点。

料堆高度计算模块803用于根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值；其中，料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；抛料曲线方程根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标确定；料堆侧面直线方程根据第三目标点的坐标和安息角确定。

在其中一个实施例中，如图9所示，该装置还包括指令输出模块804。

指令输出模块804用于若料堆高度值大于或等于高度阈值，则输出停止抛料控制指令；停止抛料控制指令用于指示抛料设备停止抛料。

关于料堆高度测量装置的具体限定可以参见上文中对于料堆高度测量方法的限定，在此不再赘述。上述料堆高度测量装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种构建料堆高度计算模型的方法或者料堆高度测量方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述方法实施例中任一方法的步骤。

在一个实施例中，如图11所述，提供了一种料堆高度测量系统，该系统包括计算机设备111、测距雷达112以及抛料设备113，计算机设备111连接测距雷达112和抛料设备113。

其中，计算机设备111包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第四方法实施例和第五方法实施例中任一方法的步骤.

测距雷达112可以测量第一距离值和第二距离值，并将第一距离值和第二距离值反馈至计算机设备111。在其中一个实施例中，测距雷达112设置于抛料设备113的抛料溜桶的溜桶平台上。在其中一个实施例中，上述系统还包括若干个测距雷达，所有的测距雷达均设置于抛料设备113的抛料溜桶的溜桶平台上，抛料设备113会自动控制抛料溜桶的回转角度，从而自动选择一个与料堆最近的测距雷达对第一距离值和第二距离值的测量。

抛料设备113可以存储第三距离值、第四距离值、第五距离值和安息角的值。在其中一个实施例中，抛料设备113还用于接收计算机设备111输出停止抛料控制指令；停止抛料控制指令用于指示抛料设备停止抛料。

上述料堆高度测量系统，通过测距雷达112测量第一距离值和第二距离值，并将第一距离值和第二距离值反馈至计算机设备111；而后，通过计算机设备111获取抛料设备113存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和安息角的值；接着，通过计算机设备111根据第一距离值、第二距离值、第三距离值、第四距离值、第五距离值、安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值，从而避免因装舱点指挥人员料堆高度判断失误而导致的装船机溜桶与料堆发生碰撞，提高了装船机的工作效率。

在其中一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中任一方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种构建料堆高度计算模型的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；所述第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；所述第二目标点是指测距雷达的发射波与所述抛料溜桶抛出料流的交点；

根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；所述安息角根据所述料堆材料的类型确定；

根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程的步骤之前还包括：

建立二维直角坐标系；所述二维直角坐标系的横轴与料堆底面平行；其中，所述第一目标点、所述第二目标点和所述第三目标点位于所述二维直角坐标系中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述二维直角坐标系的原点为所述第一目标点。

4.一种料堆高度测量方法，其特征在于，包括：

接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值；所述第一距离值是指所述测距雷达与第二目标点的距离值；所述第二距离值是指所述测距雷达与第三目标点的距离值；所述第二目标点是指所述测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；

获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值；所述第三距离值是指所述测距雷达与料堆底面的距离值；所述第四距离值是指所述测距雷达在所述料堆底面的投影与第一目标点在所述料堆底面的投影之间的距离值；所述第五距离值是指在所述料堆底面的垂直方向上所述测距雷达与所述第一目标点之间的距离值；所述安息角根据所述料堆材料的类型确定；所述第一目标点是指所述抛料溜桶抛出料流的起点；

根据所述第一距离值、所述第二距离值、所述第三距离值、所述第四距离值、所述第五距离值、所述安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值；其中，所述料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；所述抛料曲线方程根据所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标确定；所述料堆侧面直线方程根据所述第三目标点的坐标和所述安息角确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一距离值、所述第二距离值、所述第三距离值、所述第四距离值、所述第五距离值、所述安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值的步骤之后还包括：

若所述料堆高度值大于或等于高度阈值，则输出停止抛料控制指令；所述停止抛料控制指令用于指示抛料设备停止抛料。

6.一种构建料堆高度计算模型的装置，其特征在于，所述装置包括：

抛料曲线方程确定模块，用于根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，确定抛料曲线方程；所述第一目标点是指抛料溜桶抛出料流的起点；所述第二目标点是指测距雷达的发射波与所述抛料溜桶抛出料流的交点；

料堆侧面直线方程确定模块，用于根据第三目标点的坐标和料堆材料的安息角，确定料堆侧面直线方程；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；所述安息角根据料堆材料的类型确定；

料堆高度计算模型确定模块，用于根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程，得到料堆高度计算模型。

7.一种料堆高度测量装置，其特征在于，所述装置包括：

数据接收模块，用于接收测距雷达反馈的第一距离值和第二距离值；所述第一距离值是指所述测距雷达与第二目标点的距离值；所述第二距离值是指所述测距雷达与第三目标点的距离值；所述第二目标点是指所述测距雷达的发射波与抛料溜桶抛出料流的交点；所述第三目标点是指所述测距雷达的发射波与料堆侧面的交点；

数据获取模块，用于获取抛料设备中存储的第三距离值、第四距离值、第五距离值和料堆材料的安息角的值；所述第三距离值是指所述测距雷达与料堆底面的距离值；所述第四距离值是指所述测距雷达在所述料堆底面的投影与第一目标点在所述料堆底面的投影之间的距离值；所述第五距离值是指在所述料堆底面的垂直方向上所述测距雷达与所述第一目标点之间的距离值；所述安息角根据所述料堆材料的类型确定；所述第一目标点是指所述抛料溜桶抛出料流的起点；

料堆高度计算模块，用于根据所述第一距离值、所述第二距离值、所述第三距离值、所述第四距离值、所述第五距离值、所述安息角的值以及料堆高度计算模型，得到料堆高度值；其中，所述料堆高度计算模型根据抛料曲线方程和料堆侧面直线方程确定；所述抛料曲线方程根据所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标确定；所述料堆侧面直线方程根据所述第三目标点的坐标和所述安息角确定。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

9.一种料堆高度测量系统，其特征在于，包括：计算机设备、测距雷达以及抛料设备；所述计算机设备连接所述测距雷达和所述抛料设备；

其中，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求4至5中任一项所述的方法的步骤；

所述测距雷达用于测量所述第一距离值和所述第二距离值，并将所述第一距离值和所述第二距离值反馈至所述计算机设备；

所述抛料设备用于存储所述第三距离值、所述第四距离值、所述第五距离值和所述安息角的值。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

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