CN113602840A - 一种智能装车系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了一种智能装车系统及其控制方法，该系统包括：轮廓扫描装置、料仓、放料装置和控制装置；料仓用于容纳物料；放料装置安装于料仓，放料装置用于对料仓内物料进行放料；轮廓扫描装置安装于料仓的上方，轮廓扫描装置用于获取料仓内物料的上表面三维轮廓；并且控制装置电连接轮廓扫描装置和放料装置，控制装置用于根据轮廓扫描装置控制放料装置对料仓内物料进行放料。通过料仓内物料的上表面三维轮廓来确定放料重量，相较于整车称重技术方案施工简单，成本低，提高了车辆装料的自动化水平。

Description

一种智能装车系统及其控制方法

技术领域

本公开一般地涉及自动化技术领域，具体涉及工业装车领域。更具体地，本公开涉及一种智能装车系统及其控制方法。

背景技术

现有的散装料或集料装车的主流计费方式为按重量计费，为了解决散装料或集料高效精确装车的问题，需要将自动放料和精确测重相结合。

现有的技术形式之一为：在厂区入口称重，在装料区根据放料流速和时间预估放料，在厂区出口时再次称重，确定真实装车重量计费。该种技术形式中的放料流速估计不准，容易造成多放或少放现象。一方面，该种技术形式无法实现按需精确装车；另一方面，其容易引起超载或因超载带来的再卸料作业。

现有的技术形式之二为：在装料区安装整车称，边放料边测重。该种技术形式可以实现按需装料。但每个装料区都得配备一台整车称，造价太高，系统施工难度增加。

鉴于此，急需相应的技术方案来满足装料长源头治超的需求，同时解决装料区无法精确按需装料的难题。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了智能装车系统及其控制方法，通过对料仓内物料的上表面三维轮廓的扫描，控制对料仓内物料的放料，可以实现精确按需装料，防止车辆超载。

根据本公开的第一方面，提供了一种智能装车系统，包括：轮廓扫描装置、料仓、放料装置和控制装置；料仓用于容纳物料；放料装置安装于料仓，放料装置用于对料仓内物料进行放料；轮廓扫描装置安装于料仓的上方，轮廓扫描装置用于获取料仓内物料的上表面三维轮廓；并且控制装置电连接轮廓扫描装置和放料装置，控制装置用于根据轮廓扫描装置控制放料装置对料仓内物料进行放料。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，还包括：装车数据获取装置，装车数据获取装置用于获取请求装料量和车辆的装料量限值，装车数据获取装置电连接控制装置并将请求装料量和车辆的装料量限值传输给控制装置以控制放料量。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，还包括密度测定装置，密度测定装置用于测定成品料区的物料密度，密度测定装置与控制装置电连接并将物料密度传输给控制装置以计算物料重量。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，控制装置还用于：根据轮廓扫描装置获取的料仓内物料放料前后的上表面三维轮廓和物料密度，确定当次累计放料量。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，还包括注料装置，注料装置用于将成品料区的物料自料仓的进料口处加注到料仓内，注料装置电连接控制装置，并且控制装置还用于根据轮廓扫描装置控制注料装置向料仓加注物料至预设高度。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，轮廓扫描装置和注料装置的输出端均位于料仓的进料口的正上方，轮廓扫描装置和注料装置的输出端分别靠近进料口的中部和周缘。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，放料装置包括放料阀门、升降驱动机构、放料斗和能上下伸缩的灰尘罩；放料阀门设置于料仓的出料口处，用于开合出料口；灰尘罩的上端和下端分别连通出料口和放料斗；升降驱动机构与放料斗动力耦合连接，用于驱动放料斗相对于料仓上下移动；并且控制装置电连接放料阀门和升降驱动机构。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，还包括放料平台，料仓安装于放料平台上；和/或，料仓的上端朝上敞口，以形成料仓的进料口，料仓的下端朝下敞口，以形成料仓的出料口。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，轮廓扫描装置包括扫描单元和清灰机构，清灰机构用于清扫扫描单元。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，扫描单元为激光雷达。

在本公开的第一方面的一些可选的实施例中，还包括以下任一或多项：引导装置，引导装置引导用户迁移车辆；以及搅拌装置，设置在料仓的出料口处并电连接控制装置。

在本公开的第二方面，提供了一种智能装车系统的控制方法，方法包括：获取放料前的料仓内物料的上表面三维轮廓，以确定放料前的料仓内物料的初始重量；基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件，其中，累计放料量为根据料仓内物料的初始重量和每次放料后的料仓内剩余物料的重量确定得到的，每次放料后的料仓内剩余物料的重量为根据每次放料后的料仓内剩余物料的上表面三维轮廓确定得到的。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，预设条件为累计放料量与待放料量的差值小于预设阈值；或者，预设条件为累计放料量与待放料量的比值位于预设范围内。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料包括：基于待放料量对料仓内物料进行多次放料，其中，多次放料以相同或不同的预设放料速度、放料量或放料时间进行放料。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，多次放料包括以下一种或多种放料方式：粗放料方式，以第一放料时长或第一放料速度放料第一放料量；细放料方式，以第二放料时长或第二放料速度放料第二放料量；以及核准放料方式，以第三放料时长或第三放料速度放料第三放料量；其中第一放料量大于第二放料量，第二放料量大于第三放料量。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，在获取放料前的料仓内物料的上表面三维轮廓，以确定放料前的料仓内物料的初始重量之前，方法还包括：获取料仓内的初始高度；若初始高度小于第一高度阈值，则向料仓内加注物料，直至料仓内物料的高度大于第二高度阈值。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，方法还包括：获取请求装料量、车辆的装料量限值；根据请求装料量和车辆的装料量限值，确定针对车辆的待放料量。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，根据请求装料量和车辆的装料量限值，确定针对车辆的待放料量包括：取请求装料量和车辆的装料量限值中的最小值作为车辆的待放料量。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料包括：在每次放料前，基于前次累计放料量确定当次放料量；基于当次放料量和预估放料速度，确定当次放料时长；根据当次放料时长对料仓内物料进行放料；以及根据当次放料后的料仓内剩余物料的上表面三维轮廓确定当次累计放料量。

在本公开的第二方面的一些可选的实施例中，方法还包括：测定物料的密度；以及基于物料的上表面三维轮廓所确定的体积以及密度，确定料仓内物料的初始重量和每次放料后剩余物料的重量。

本公开的实施例提供的智能装车系统及其控制方法，通过料仓内物料的上表面三维轮廓来确定放料重量，相较于整车称重技术方案施工简单，成本低，提高了车辆装料的自动化水平。此外，在一些实施例中，通过根据放料前后料仓内物料的变化来确定当次放料量，相比于根据车上已装物料的变化来确定放料量，其可以不受各种车型的限制，只需采集形状固定的料仓内物料的轮廓，计算更准确。进一步地，在一些实施例中，通过监控料仓的加注高度，可以在装料的空闲阶段提前备料，提高装料效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示出了根据本公开一些实施例提供的智能装车系统；

图2示出了根据本公开另一些实施例提供的智能装车系统；

图3示出了执行本公开实施例的智能装车控制方法的控制系统的示例性功能框架图；

图4示出了根据本公开实施例提供的智能装车系统的控制方法的示例性流程图；

图5示出了根据本公开另一实施例提供的智能装车系统的控制方法的示例性流程图；以及

图6示出了根据本公开实施例提供的智能装车系统的控制方法的应用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域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方式，都属于本公开保护的范围。

图1示出了根据本公开实施例提供的一种智能装车系统。

如图1所示，该智能装车系统1包括轮廓扫描装置2、料仓3、放料装置4和控制装置5。料仓3用于容纳物料；放料装置4安装于料仓3，放料装置4用于对料仓3内物料进行放料；轮廓扫描装置2安装于料仓3的上方，轮廓扫描装置2用于获取料仓3内物料的上表面三维轮廓；控制装置5电连接轮廓扫描装置2和放料装置4，控制装置5用于根据轮廓扫描装置2控制放料装置4对料仓3内物料进行放料。

在一些实施例中，料仓3内的物料可以是相同规格的散装料或集料，该种物料常见于水泥厂或搅拌站。常见的物料有具有相同公称粒径的碎石集料，或相同标号的砂。

在一些实施例中，轮廓扫描装置2可以对料仓3内物料进行扫描，从而得到料仓3内物料的上表面三维轮廓。控制装置5可以根据料仓3内物料的上表面三维轮廓，确定料仓内物料的重量。例如，在对料仓3内物料进行放料之前，可以根据料仓3内物料的初始上表面三维轮廓确定物料的初始体积，并将得到物料的初始体积与物料的平均密度相乘即可得到料仓内物料的初始重量。而在对料仓3内物料进行放料之后，又可以根据料仓3内剩余物料的上表面三维轮廓确定剩余物料体积，并由此得到料仓内剩余物料的重量。

在另一些实施例中，控制装置5可以基于待放料量对料仓3内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件，其中，累计放料量是根据料仓3内物料的上表面三维轮廓而确定的。具体而言，累计放料量为根据料仓3内物料的初始重量和每次放料后料仓3内剩余物料的重量而得到的，而每次放料后料仓3内剩余物料的重量是根据每次放料后料仓3内的物料的上表面三维轮廓确定得到的。具体而言，可以通过轮廓扫描装置2对每次放料后料仓3内的剩余物料进行扫描，进而得到每次放料后料仓3内的物料的上表面三维轮廓。相比于采集装料车上已装物料的三维轮廓，本实施例提供的方案不受各种车型的限制，只需采集料仓内物料的三维轮廓即可获得放料量，计算更准确。

在一些实施例中，放料装置4位于料仓3的下部，放料装置4设置用于物理控制对料仓3内物料的发放。示例性地，放料装置4可以设置阀门或开关，用于执行对料仓3内发放物料的开合。

在一些实施例中，轮廓扫描装置2安装于料仓3的上方预设高度处(例如3m)。

本实施例提供的智能装车系统，通过将轮廓扫描装置安装于料仓的上方可以减少放料过程中因物料荡起的灰尘遮挡轮廓扫描装置而导致的测量误差，并且缓解了因料仓下部的放料装置遮挡轮廓扫描装置的视野而导致的测量精度下降问题。

图2示出了根据本公开实施例提供的另一种智能装车系统。

如图所示，在一些实施例中，该智能装车系统1还可以包括装车数据获取装置6。装车数据获取装置6用于获取请求装料量和车辆的装料量限值，装车数据获取装置6电连接控制装置5并将请求装料量和车辆的装料量限值传输给控制装置5以控制放料量。

在一些实现中，装车数据获取装置6可以是读卡器，其通常安装于装料区入口处司机位所在侧。装料厂一般会向货车司机发放装料卡，该卡片为装料区通行证，里面记录了车辆的车牌、厂区入口记录的车辆重量、核载重量、请求装料重量和出口车货总重量等基本信息。装车数据获取装置6通过读取装料卡中的信息，可以有效验证装料交易的合法性和装车信息。

在一些实施例中，待放料量可以是请求装料量，也可以是准许放料量。优选地，待放料量为准许放料量。其中，准许放料量可以根据料仓内3所存储的物料的初始重量确定。其中，根据料仓内3所存储的物料的初始重量确定可以是，取请求装料量和料仓内所存储的物料的初始重量的最小值为当前车辆的准许放料量。例如，当前车辆的请求装料量为15吨，料仓内所存储的物料的初始重量为11吨，由于初始重量11吨小于请求装料量15吨，为了防止空放料，确定准许放料量为11吨。

在另一些实施例中，可以取请求装料量和车辆的装料量限值的最小值作为当前车辆的准许放料量。其中，车辆的装料量限值等于车辆的核载重量减去车辆的重量。例如，当前车辆的重量为9吨，核载重量为20吨，请求装料量为15吨。通过核载重量减去车辆的重量后得到车辆的装料量限值为11吨。由于车辆的装料量限值11吨小于请求装料量15吨，为了防止车辆超载，确定当前车辆的准许放料量(也即待放料量)为11吨。

在本实施例中，通过将准许放料量设置为由车辆的超载承重量确定，可以实现防止车辆超载；通过将准许放料量设置为由料仓内所存储的物料的初始重量确定，可以避免误放料、空放料等异常情形的发生。

进一步参考图2，可选地或附加地，该智能装车系统1还可以包括密度测定装置7。密度测定装置7用于测定成品料区的物料密度，密度测定装置7与控制装置5电连接并将物料密度传输给控制装置5以计算物料重量。其中，料仓3内的物料来自成品料区。密度测定装置7通过测定成品料区内的物料密度即可得到料仓3内的物料密度。

在一些实现中，密度测定装置7可以是手动测量装置，也可以是半自动或全自动装置。密度测定装置7测定的是成品料的堆积密度。因此，在成品料密度测定过程中需要将成品料区的物料摊平颠实，可以多次测量后取平均值。在一些实现中，同一批成品料可以只测定一次。

控制装置5可以根据料仓3内物料的初始上表面三维轮廓确定物料的初始体积，并将物料的初始体积与密度测定装置7测定的物料密度相乘即可得到料仓3内物料的初始重量。

控制装置5还可以根据每次放料后料仓3内剩余物料的上表面三维轮廓确定每次放料后料仓3内剩余物料的体积，并将每次放料后料仓3内剩余物料的体积与密度测定装置7测定的物料密度相乘即可得到每次放料后料仓3内剩余物料的重量。

在本实施例中，控制装置5可以根据轮廓扫描装置2获取的料仓3内物料放料前后的上表面三维轮廓和物料密度，确定当次累计放料量。本发明实施例，相较于通过采集车辆上已放物料的三维轮廓来确定已放物料重量的方案，在获取物料的三维轮廓时不受车辆类型的限制，只需采集料仓(具有固定形状)内物料的三维轮廓即可，因而扫描范围更集中、物料形状也具有更小的形变(料仓的限制)，获得的计算结果更加准确。

进一步参考图2，可选地或附加地，该智能装车系统1还可以包括注料装置8。注料装置8用于将成品料区的物料自料仓3的进料口处加注到料仓3内，注料装置8电连接控制装置5，并且控制装置5还用于根据轮廓扫描装置2控制注料装置8向料仓3加注物料至预设高度(例如3m)。在一些实施例中，控制装置5控制轮廓扫描装置2监测料仓3中的物料高度，根据物料高度来控制注料装置8是否向料仓3加注成品料。当料仓3中的物料高度低于预设高度(例如3m)时，控制装置5控制注料装置8启动加注成品料。当料仓3中的物料高度达到预设高度(例如3m)时，控制装置5控制注料装置8停止加注成品料。

在一些实施例中，注料装置8从料仓3的上部开口加注成品料，轮廓扫描装置2从上部开口扫描料仓3中物料的三维轮廓。

在本发明实施例中，位于料仓3上方的轮廓扫描装置2可以实现对料仓3内物料高度的实时监测。通过监测料仓的加注高度，可以在非装料时间预先准备好料仓的物料，从而节省装料时间，提高效率。

在本实施例的一些可选的实现方式中，轮廓扫描装置2和注料装置8的输出端均位于料仓3的进料口的正上方，轮廓扫描装置2和注料装置8的输出端分别靠近进料口的中部和周缘。轮廓扫描装置2位于进料口的中部，便于扫描料仓内物料的整个上表面轮廓。注料装置8的输出端靠近进料口的周缘则有利于减少注料时产生的灰尘，并且二者相距一定距离有利于缓解灰尘遮挡轮廓扫描装置而导致的测量误差。

进一步参考图2，可选地或附加地，该智能装车系统1中的放料装置还可以包括灰尘罩9、升降驱动机构10、放料阀门11、放料斗12。放料阀门11设置于料仓3的出料口处，用于开合出料口。升降驱动机构10与放料斗12动力耦合连接，用于驱动放料斗12相对于料仓上下移动，从而可以将放料斗按需升降至指定高度。灰尘罩9设置在放料斗12下部出口四周，防止物料下放形成扬尘。控制装置5电连接放料阀门11和升降驱动机构10。

放料阀门11与料仓3下部开口直连，在控制装置5的控制下执行开合。在一些实施例中，料仓3下部开口处布设有搅拌装置15，搅拌装置15与控制装置5电连接，用于在放料前、放料过程中、放料之后，或在注料装置8从料仓3的上部开口加注成品料之前、加注成品料过程中、加注成品料之后搅拌料仓3内的物料以使料仓3内的物料在各个位置处相对均匀。示例性地，搅拌装置15可以是搅拌机，当注料装置8加注成品料时，在搅拌机的搅拌作用下能将新加注的成品料均匀的摊铺在料仓3中；当放料装置4在放料时，在搅拌机的搅拌下，料仓3内的物料能有序的从放料装置4中下放。

进一步参考图2，可选地或附加地，该智能装车系统1还包括放料平台14。料仓3安装于放料平台14上；和/或，料仓3的上端朝上敞口，以形成料仓3的进料口，料仓3的下端朝下敞口，以形成料仓3的出料口。可选地，放料平台14架设于装料区离地预设高度处，例如5.5m。料仓3上下部开口，安装于放料平台14上。在一些实施例中，放料平台14可以是钢结构的平台或双层建筑的第二层。优选的，放料平台架设的预设高度可以使得装料车能从放料平台下方通过，例如放料平台离地高度为5.5m。

进一步参考图2，在一些实施例中，轮廓扫描装置2可以包括扫描单元和清灰机构，清灰机构用于清扫扫描单元。在一些实施例中，扫描单元为激光雷达。激光雷达指的是通过向物体发射脉冲激光，然后探测从物体反射的脉冲的飞行时间来测量光源到物体的距离。在激光雷达中，发射器会发出一束光；再通过扫描设备(如扫描镜)对光束在目标场景中进行扫描；然后通过光学收集元件收集从物体返回的光，并导向至传感器以产生信号；最后传感器向控制器发送信号以供控制器进行进一步分析，以得到物体的有关信息(例如距离、方位、高度、速度、形状参数)。激光雷达是一种工业测控传感器，可以精确测量物料的高度。在本实施例中，利用激光雷达获取的是料仓3内物料的形状参数(上表面三维轮廓)。在一些实施例中，轮廓扫描装置2包括激光雷达、清灰装置和扫描电机，清灰装置清洁激光雷达出光部位，扫描电机驱动激光雷达在预设的角度范围内(例如360°)旋转扫描。由于成品料在注料装置8加注到料仓3中时，可能会起扬尘。轮廓扫描部中的清灰装置可以有效清洁激光雷达，减小可能的测量误差，实现全天候全自动装料。

在本实施例的一些可选的实现方式中，智能装车系统还包括引导装置，引导装置引导用户迁移车辆。可选地，引导装置包括声光引导系统，用于在车辆装料过程中引导和提示司机迁移车辆。

本公开的上述各个实施例提供的智能装车系统，通过料仓内物料的上表面三维轮廓来确定放料重量，相较于整车称重技术方案施工简单，成本低，提高了车辆装料的自动化水平。

本发明实施例还提供了一种智能装车系统的控制方法，下面结合附图3-图6进行说明。

图3示出了执行本公开实施例的智能装车控制方法的控制系统的示例性功能框架图。如图3所述，该系统框架包括轮廓扫描装置301和控制装置302。其中，轮廓扫描装置301用于通过对目标进行扫描进而获得目标的三维信息(例如料仓内物料的上表面三维轮廓)。示例性地，轮廓扫描装置301可以是激光雷达单元，也可以是单目视觉单元或多目立体视觉单元。其中，控制装置302可以是能够提供计算或者应用服务的电子设备。示例性地，控制装置302包括但不限于服务器、微处理器、台式计算机、便携型计算机等等。

轮廓扫描装置301和控制装置302之间可以通过通信链路的介质进行交互，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等。

图4示出根据本公开一些实施例提供的智能装车系统的控制方法的示例性流程图，包括以下步骤：

步骤401：获取料仓内物料的初始上表面三维轮廓，以确定料仓内物料的初始重量。在一些实现中，图3的轮廓扫描装置301安装于料仓的上方以对料仓内的物料进行扫描，进而得到料仓内物料的初始上表面三维轮廓。进一步地，图3中的控制装置302可以根据物料的初始上表面三维轮廓确定料仓内物料的初始重量。例如，可以根据物料的初始上表面三维轮廓确定物料的初始体积，并将物料的初始体积与物料的平均密度相乘即可得到料仓内物料的初始重量。

步骤402：基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件。

在一些实现中，图3中的控制装置302可以基于待放料量控制相应的放料装置执行对料仓内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件。

累计放料量为根据料仓内物料的初始重量和料仓内每次剩余物料的重量确定得到的，料仓内每次剩余物料的重量为根据料仓内每次剩余物料的上表面三维轮廓确定得到的。

具体地，可以通过图3中的轮廓扫描装置301对料仓内的每次剩余物料进行扫描，进而得到料仓内每次剩余物料的上表面三维轮廓。进一步地，图3中的控制装置302可以根据每次剩余物料的上表面三维轮廓确定料仓内每次剩余物料的重量。例如，可以根据每次剩余物料的上表面三维轮廓确定每次剩余物料的体积，并将每次剩余物料的体积与每次剩余物料的平均密度相乘即可得到料仓内每次剩余物料的重量。

在一些实现中，待放料量可以是请求装料量，也可以是准许放料量。优选地，待放料量为准许放料量。其中，准许放料量可以根据车辆的超载承重量确定，也可以根据料仓内所存储的物料的初始重量确定。其中，根据料仓内所存储的物料的初始重量确定指的是，取请求装料量和料仓内所存储的物料的初始重量的最小值为当前车辆的准许放料量。例如，当前车辆的请求装料量为15吨，料仓内所存储的物料的初始重量为11吨，由于初始重量11吨小于请求装料量15吨，为了防止空放料，确定准许放料量为11吨。

在本实施例中，通过将准许放料量设置为由车辆的超载承重量确定，可以实现防止车辆超载；通过将准许放料量设置为由料仓内所存储的物料的初始重量确定，可以避免误放料、空放料等异常情形的发生。

在一些实施例中，预设条件为累计放料量与待放料量的差值小于预设阈值；或者，预设条件为累计放料量与待放料量的比值位于预设范围内。上述预设阈值例如为0.1吨，上述预设范围例如大于99％。

本公开的上述实施例提供的智能装车系统的控制方法，通过料仓内物料的上表面三维轮廓来确定放料重量，相较于整车称重技术方案施工简单，成本低，提高了车辆装料的自动化水平。

图5示出了根据本公开另一实施例提供的智能装车系统的控制方法的示例性流程图，包括如下步骤：

步骤501，获取请求装料量、车辆的装料量限值。

其中，图3中的控制装置302可以获取输入的请求装料量、车辆的重量、车辆的核载重量等。其中，车辆的装料量限值等于车辆的核载重量减去车辆的重量。可选地，图3中的控制装置302可以直接获取输入的装料量限值。

步骤502，根据请求装料量和车辆的装料量限值，确定针对车辆的待放料量。

其中，可以取请求装料量和车辆的装料量限值的最小值作为当前车辆的待放料量。其中，车辆的装料量限值等于车辆的核载重量减去车辆的重量。例如，当前车辆的重量为9吨，核载重量为20吨，请求装料量为15吨。通过核载重量减去车辆的重量后得到车辆的装料量限值为11吨。由于车辆的装料量限值11吨小于请求装料量15吨，为了防止车辆超载，确定当前车辆的待放料量为11吨。

步骤503，获取料仓内物料的初始上表面三维轮廓，以确定料仓内物料的初始重量。步骤503与步骤401基本相同，因此不再赘述。

步骤504，基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件。

在一些实施例中，基于待放料量对料仓内物料进行至少一次放料包括：基于待放料量对料仓内物料进行多次放料，其中，该多次放料可以以相同或不同的预设放料速度、放料量或放料时间进行放料。

具体地，多次放料可以包括以下一种或多种方式：粗放料方式，以第一放料时长或第一放料速度放料第一放料量；细放料方式，以第二放料时长或第二放料速度放料第二放料量；以及核准放料方式，以第三放料时长或第三放料速度放料第三放料量。第一放料量大于第二放料量，第二放料量大于第三放料量。

取决于放料阀门的设置，放料速度可以是固定的或可调的。当放料速度固定时，可以根据放料量估算放料时间，从而根据放料时间来控制每次放料。

在一些实现中，放料阀门可以包括多个档位，不同的档位对应不用的开口程度，从而对应不同的放料速度。当放料速度可调时，可以根据不同的放料方式选择不同的放料速度。例如，粗放料方式选择第一放料速度，细放料方式选择第二放料速度，核准放料方式选择第三放料速度，其中第一放料速度大于第二放料速度，第二放料速度大于第三放料速度。通过设置可调的放料速度，可以在粗放料时加快放料速度，缩短装车时间；而在核准放料时降低放料速度，从而更精确地控制放料量。

控制装置可以根据待放料量来设计放料方案，包括放料次数、各次放料的方式，放料方式包括每次放料量、放料速度或放料时间。在一种实现中，可以在前期和中期采用粗放料和细放料组合，而在后期，尤其是最后一次放料采用核准放料方式。例如，可以包括三次放料，第一次为粗放料，第二次为细放料，第三次为核准放料；也可以第一次和第二次均为粗放料，第三次为核准放料。通过提供多种不同的放料方式，可以选择合适的放料方式进行组合，以实现快速放料与精准放料相结合。

在一些实施例中，在采用多次放料的放料方案时，在每次放料前，可以基于前次累计放料量确定当次放料量；然后基于当次放料量和放料速度(例如预估的固定速度或预先配置的速度)，确定当次放料时长。继而可以根据当次放料时长对料仓内物料进行放料。最后，根据当次放料后的所述料仓内剩余物料的上表面三维轮廓确定当次累计放料量。

在一些实施例中，在放料之前还可以包括一些放料准备工作。

在一个实现中，可以在放料之前获取料仓内的初始高度；若初始高度小于第一高度阈值，则向料仓内加注物料，直至料仓内物料的高度大于第二高度阈值。通过在放料前监测料仓内物料的高度，并在需要时将料仓加至预定高度，可以提高装车效率，避免在装车时临时向料仓注料而增加的时间。

可选地或附加地，在放料之前，可以测定物料的密度。该密度可以传送给控制装置，以由控制装置在随后的重量计算中使用。

为了便于理解本公开上述实施例的方案，图6示出了根据上述实施例提供的智能装车系统的控制方法的一个示例性流程图。

如图6所示，首先可以在S601中对智能装车系统初始化，例如利用密度测定装置测量成品料区的物料密度。在S602中，可以监测料仓的物料高度并注料至预定高度。例如，轮廓扫描装置可以监测料仓内物料的高度，当物料高度低于预设高度阈值时，启动注料装置向料仓加注物料至期望高度。

接着，在S603中，装车数据获取装置判断是否有装料事件发生。如果无装料事件，则回到S602，如果有装料事件，则前进到S604。

在本实施例中，在装料事件前，控制装置控制轮廓扫描装置监测料仓中的物料高度，根据物料高度来控制注料装置是否向料仓加注成品料。当料仓中的物料高度低于预设高度(例如3m)时，控制装置控制注料装置启动加注成品料。当料仓中的物料高度达到预设高度(例如3m)时，控制装置控制注料装置停止加注成品料。加注成品料作业在装料事件空闲时段完成，这样可以充分利用空闲时间，确保装料车装料时间较短，提高装料效率。

接着，在S604中，装车数据获取装置可以获取装料事件的具体信息。这些信息可以包括装料车的重量、核载重量和请求装料重量等信息。这些信息可以传送到控制装置。例如，装车司机可以在装车数据获取装置处输入信息，例如通过刷装料卡来输入信息，提交装料车重量为9吨，核载重量为20吨，请求装料重量为15吨。

继而，在S605中，控制装置可以确定当前装料事件的装料方案，包括当前装料车待放料重量和放料次数i(i＝1,2,3,…n)，以及每次放料的预计放料量。

例如继续上面的示例，控制装置可以通过核载重量减去装料车重量后得到准许放料重量为11吨。由于准许放料重量11吨小于请求装料重量15吨，故控制装置为了防止车辆超载，确定放料重量为11吨。这在源头上确保装料车在本厂区不超载上路。

针对当前装料事件，控制装置可以计划分3次对11吨料进行放料装车，第一次粗放料(10吨)，第二次细放料(0.8吨)、第三次核准放料(0.2吨)。

接着，在S606中，按照放料方案，依次执行各次放料。

具体地，在第i次放料前，可以通过轮廓扫描装置扫描料仓内的物料，得到初始上表面三维轮廓A并据此核算料仓中物料的初始重量。

接着，在第i次放料开始时，控制装置可以确定当次放料重量和时长，并根据放料时长控制放料装置执行第i次放料。向车辆放料的速度可以是固定的，这样控制装置可以根据每次待放料量和放料速度确定当次放料的时长。例如，待放料量为10吨，放料速度为50kg/s，则控制装置可以计算出放料时长为200s，进而控制料仓向车辆放料200s。可选地，放料速度是可控的，并控制装置还可以确定当次放料的放料速度，并由此确定放料时长。本实施例中，通过控制时长的方式控制放料量，简化了放料过程，降低了系统复杂度，节省了成本。

然后，在第i次放料结束后，可以再次通过轮廓扫描装置扫描料仓内的剩余物料，得到剩余物料的上表面三维轮廓B并据此核算料仓中物料的剩余重量。根据初始重量和剩余重量，可以确定累计放料量(即初始重量减去剩余物料的重量)。

接着，在S607中，控制装置可以核算第1次至第i次累计已放料量。响应于累计放料量满足预设条件，则停止放料，控制方法可以转回至S602，否则执行第i+1次放料。可以理解，第i+1次放料的初始重量即为第i次放料的剩余重量，因此无需再测量第i+1次放料前料仓内物料的上表面三维轮廓。在第i+1次放料开始时，可以基于当前累计已放料量来调整第i+1次的放料参数，诸如放料量、放料速度和/或放料时间。

仍以前面示例为例，控制装置按照包括粗放料、细放料和核准放料三次放料的方案，依次执行各次放料。

在一些实现中，第一次的粗放料以第一预设放料速度放料，第二次的细放料以第二预设放料速度放料，第三次的核准放料以第三预设放料速度放料，第一预设放料速度大于第二预设放料速度，第二预设放料速度放料大于第三预设放料速度。例如，第一预设放料速度为100kg/s，第二预设放料速度为50kg/s，第三次预设放料速度为10kg/s。

在另一些实现中，每次放料的放料速度是固定的。例如，放料速度是根据放料阀门的大小而预估的值，其为工程估计值，可以在系统调校阶段大致测算出来。

在第一次粗放料中，控制装置确定放料10吨，放料速度固定，并由此估算第一次粗放料时长。第一次粗放料前，轮廓扫描装置对料仓中的物料进行三维轮廓扫描，通过体积和物料密度测算料仓中的物料为30吨。第一次粗放料后，轮廓扫描装置进行放料后的第一次三维轮廓扫描，测算出料仓中的剩余物料为21.5吨，故经过第一次放料，已向车辆放料9.5吨，剩余待放料量1.5吨。

第二次细放料中，控制装置基于剩余待放料量重新确定放料1.4吨，并由此估算第二次细放料时长。第二次细放料结束后，轮廓扫描装置进行第二次三维轮廓扫描，测算出料仓中剩余物料为19.2吨，已向车辆放料10.8吨，剩余待放料量0.2吨。

第三次核准放料中，控制装置基于剩余待放料量确定放料0.2吨，并由此估算第三次核准放料时长。第三次核准放料结束后，轮廓扫描装置进行第三次三维轮廓扫描，测算出料仓中剩余物料为19.08吨，已向车辆放料10.92吨。由于待放料量11吨与累计放料量10.92吨的差值小于设定的阈值(例如0.1吨)内，本次装料事件结束。

本实施例中通过粗放料和细放料结合的方式，既可以提高放料速率，也可以保证放料精度，大大提升了放料效率。

综上所述，本公开实施例提供的智能装车系统以及控制方法，通过料仓内物料的上表面三维轮廓来确定放料重量，相较于整车称重技术方案施工简单，成本低，提高了车辆装料的自动化水平。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本公开的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本公开方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本公开的多个实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本公开思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本公开的过程中，可以采用对本文所描述的本公开实施方式的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本公开的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种智能装车系统，其特征在于，包括轮廓扫描装置、料仓、放料装置和控制装置；

所述料仓用于容纳物料；

所述放料装置安装于所述料仓，所述放料装置用于对所述料仓内物料进行放料；

所述轮廓扫描装置安装于所述料仓的上方，所述轮廓扫描装置用于获取所述料仓内物料的上表面三维轮廓；并且

所述控制装置电连接所述轮廓扫描装置和所述放料装置，所述控制装置用于根据所述轮廓扫描装置控制所述放料装置对所述料仓内物料进行放料。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

装车数据获取装置，所述装车数据获取装置用于获取请求装料量和车辆的装料量限值，所述装车数据获取装置电连接所述控制装置并将所述请求装料量和车辆的装料量限值传输给所述控制装置以控制放料量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括密度测定装置，所述密度测定装置用于测定成品料区的物料密度，所述密度测定装置与所述控制装置电连接并将所述物料密度传输给所述控制装置以计算物料重量。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制装置还用于：根据所述轮廓扫描装置获取的所述料仓内物料放料前后的上表面三维轮廓和所述物料密度，确定当次累计放料量。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括注料装置，所述注料装置用于将成品料区的物料自所述料仓的进料口处加注到所述料仓内，所述注料装置电连接所述控制装置，并且所述控制装置还用于根据所述轮廓扫描装置控制所述注料装置向所述料仓加注物料至预设高度。

6.一种智能装车系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取放料前的料仓内物料的上表面三维轮廓，以确定放料前的所述料仓内物料的初始重量；

基于待放料量对所述料仓内物料进行至少一次放料，直至累计放料量满足预设条件，其中，所述累计放料量为根据所述料仓内物料的初始重量和每次放料后的所述料仓内剩余物料的重量确定得到的，每次放料后的所述料仓内剩余物料的重量为根据每次放料后的所述料仓内剩余物料的上表面三维轮廓确定得到的。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设条件为所述累计放料量与所述待放料量的差值小于预设阈值；或者，

所述预设条件为所述累计放料量与所述待放料量的比值位于预设范围内。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于待放料量对所述料仓内物料进行至少一次放料包括：基于待放料量对所述料仓内物料进行多次放料，其中，所述多次放料以相同或不同的预设放料速度、放料量或放料时间进行放料。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多次放料包括以下一种或多种放料方式：

粗放料方式，以第一放料时长或第一放料速度放料第一放料量；

细放料方式，以第二放料时长或第二放料速度放料第二放料量；以及

核准放料方式，以第三放料时长或第三放料速度放料第三放料量；

其中第一放料量大于第二放料量，第二放料量大于第三放料量。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取请求装料量、车辆的装料量限值；

根据所述请求装料量和所述车辆的装料量限值，确定针对所述车辆的待放料量。

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