CN114370728B - 一种造雪机造雪密度实时监测方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及造雪监测技术领域，具体涉及一种造雪机造雪密度实时监测方法、装置及可读存储介质。本发明所述方法包括以下步骤：得到t2至t1时间段的造雪质量M1。得到取样通道内雪样的n个宽度方向的轮廓曲线及对应的拟合函数和截面积S1～Sn，其中n为大于1的正整数。求和获得取样通道中的雪体积V1，从而得到指定时间段的造雪密度。本发明所述方法能实现对雪密度的适时监测，并具备测试流程简单方便、操作容易、维护方便和测试效率高的优点。

Description

一种造雪机造雪密度实时监测方法、装置及可读存储介质
技术领域
本发明涉及造雪监测技术领域，具体涉及一种造雪机造雪密度实时监测方法、装置及可读存储介质。
背景技术
对于目前的滑雪场，雪层的厚度至少要达到50公分以上才能营业，显然天然的降雪量远远符合不了这个要求。造雪机的出现，先在造雪质量上要远远大于天然的降雪量，在符合造雪条件的情况下，可实现雪场哪里需要雪就在哪里造的特点；其次就是造雪机造的雪质颗粒很小，成干粉状，含水量低，当造的雪层越厚时，越不易融化，从而增加滑雪场的营业周期。造雪机造雪完成后，甚至在造雪过程中，人们期望能通过合适的监测方法来获得当前的雪密度，以此判断当前雪路可以通行的程度、决定雪路道路的设计、确定因雪而增加的荷重乃至测定雪内的含水量等。传统的测试方案，就是在造雪机的造雪范围内布置多个造雪收集的容器，通过雪尺，测量雪的深度，从而得到雪的体积，然后称重，最后求解雪密度；显然，上述方法首先造雪体积的计算就不精确，忽视了造雪不均匀的影响，同时每次测试的间隔较长，显然不能实时监测，也存在着操作麻烦和效率低缺陷，亟待解决。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种造雪机造雪密度实时监测方法，其能实现对雪密度的适时监测，并具备测试流程简单方便、操作容易、维护方便和测试效率高的优点。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种造雪机造雪密度实时监测方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、t1时间点，开启重量传感器采集取样通道内造雪信息，并通过线激光轮廓扫描传感器扫描获得第一个宽度方向的轮廓曲线上点的数据，通过数据处理器拟合得到该曲线的拟合函数，并计算该曲线的截面积S1；
2)、t2时间点，重量传感器工作停止，得到t2至t1时间段的造雪质量M1。同时，在t1至t2时间段内，线激光轮廓扫描传感器沿取样通道长度方向直线行进，并重复步骤1)的扫描操作，可得到取样通道内雪样的n个宽度方向的轮廓曲线及对应的拟合函数和截面积S1～Sn，其中n为大于1的正整数；
3)、通过以下公式求和获得取样通道中的雪体积V1：
其中：
L为线激光轮廓扫描传感器的行程；
4)、通过ρ＝M1/V1，得到指定时间段Δt1＝t2-t1的造雪密度。
优选的，一种应用所述一种造雪机造雪密度实时监测方法的装置，其特征在于：该装置包括内置雪样的取样通道、用于称量取样通道内雪样的造雪质量的重量传感器以及用于扫描获得雪样的各个宽度方向的轮廓曲线上点的数据的线激光轮廓扫描传感器；所述重量传感器和线激光轮廓扫描传感器的信号输出端均连接至数据采集器的信号输入端，数据采集器的信号输出端连接数据处理器；该装置还包括用于驱动线激光轮廓扫描传感器沿取样通道长度方向产生往复直线运动的传动组件。
优选的，所述传动组件包括彼此形成滑轨导向配合的导轨及滑块，导轨的导向方向平行取样通道长度方向；滑块上安装所述线激光轮廓扫描传感器，并通过驱动电机驱动滑块产生相对导轨的往复直线动作。
优选的，导轨上布置有用于限制线激光轮廓扫描传感器行程的限位器。
优选的，所述取样通道为长方体容器。
优选的，一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被数据处理器执行时使数据处理器执行如权利要求1所述的方法。
本发明的有益效果在于：
1)、通过上述方案，一方面，通过使用重量传感器安装在长方体容器状的取样通道下方，以实时监测取样通道内造雪机在不同时间的造雪质量。另一方面，通过对导轨、滑块、驱动电机及限位器等装置的控制，可按照一定设计速度移动线激光轮廓扫描传感器，从而得到积雪的外轮廓位置参数。当依靠线激光轮廓扫描传感器扫描取样通道内雪样的外轮廓曲面，并实时监测雪样外轮廓曲面上各点实时的位置参数后，通用各个点的位置参数，利用数据拟合，得到宽度方向轮廓线的曲线函数，积分得到单个宽度方向的雪面积，随后再积分长度方向上各宽度方向的曲线面积得到容器内的雪体积，最后通过实时的雪质量除以雪体积即可得到当前造雪机所造雪的雪密度。
综上，本发明能实现对雪密度的适时监测，并具备测试流程简单方便、操作容易、维护方便和测试效率高的优点。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意框图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
10-重量传感器 20-取样通道 30-线激光轮廓扫描传感器
40-数据采集器 50-数据处理器
61-导轨 62-滑块
具体实施方式
为便于理解，此处对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
本发明的具体实施流程包括以下步骤：
设定传动组件的移动速度，以及扫描的频率；根据传动组件的设定，设定质量传感器采集的时间以及采集的频率；根据传动组件的设定，确定线激光轮廓扫描传感器30的扫描的起始时间和扫描时间。
启动如图1所示的装置，此时重量清零。
1)、t1时间点，重量传感器10和数据采集器40工作，开始采集取样通道20内造雪信息。此时传动组件运行，线激光轮廓扫描传感器30开始扫描，并获得取样通道20内第一个宽度方向的雪样的轮廓曲线上各个点的数据，数据采集器40获得信息，数据处理器50开始工作并拟合得到该轮廓曲线的拟合函数，并生成该轮廓曲线的截面积S1。
2)、t2时间点，重量传感器10和数据采集器40工作停止，得到t2至t1时间段的造雪质量M1。此时，传动组件通过导轨61和滑块62的配合动作，将线激光轮廓扫描传感器30拉回起始位置，线激光轮廓扫描传感器30停止工作。在t1至t2时间段内，线激光轮廓扫描传感器30沿取样通道20长度方向直线行进，并重复步骤1)的扫描操作，最终得到取样通道20内雪样的n个宽度方向的轮廓曲线及对应的拟合函数和截面积S1～Sn，其中n为大于1的正整数。随后，通过以下公式求和获得取样通道20中的雪体积V1：
其中：
L为线激光轮廓扫描传感器30的行程。
3)、通过ρ＝M1/V1，得到指定时间段Δt1＝t2-t1的造雪密度。
以此类推，可继续得到不同时间段的Δt2，Δt3，Δt4，Δt5，Δt6……的造雪密度。
此外，本申请的实施例还可以是可读存储介质，其上存储有计算机程序指令。计算机程序指令在被数据处理器50运行时使得所述数据处理器50执行本说明书上述具体实施流程部分中描述的根据本申请各种实施例的决策行为决策方法中的步骤。
所述可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明未详细描述的技术均为公知技术。

Claims (6)

1.一种造雪机造雪密度实时监测方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、t1时间点，开启重量传感器(10)采集取样通道(20)内造雪信息，并通过线激光轮廓扫描传感器(30)扫描获得第一个宽度方向的轮廓曲线上点的数据，通过数据处理器(50)拟合得到该曲线的拟合函数，并计算该曲线的截面积S1；
2)、t2时间点，重量传感器(10)工作停止，得到t2至t1时间段的造雪质量M1；同时，在t1至t2时间段内，线激光轮廓扫描传感器(30)沿取样通道(20)长度方向直线行进，并重复步骤1)的扫描操作，可得到取样通道(20)内雪样的n个宽度方向的轮廓曲线及对应的拟合函数和截面积S1～Sn，其中n为大于1的正整数；
3)、通过以下公式求和获得取样通道(20)中的雪体积V1：
其中：
L为线激光轮廓扫描传感器(30)的行程；
4)、通过ρ＝M1/V1，得到指定时间段Δt1＝t2-t1的造雪密度。
2.一种应用如权利要求1所述一种造雪机造雪密度实时监测方法的装置，其特征在于：该装置包括内置雪样的取样通道(20)、用于称量取样通道(20)内雪样的造雪质量的重量传感器(10)以及用于扫描获得雪样的各个宽度方向的轮廓曲线上点的数据的线激光轮廓扫描传感器(30)；所述重量传感器(10)和线激光轮廓扫描传感器(30)的信号输出端均连接至数据采集器(40)的信号输入端，数据采集器(40)的信号输出端连接数据处理器(50)；该装置还包括用于驱动线激光轮廓扫描传感器(30)沿取样通道(20)长度方向产生往复直线运动的传动组件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述传动组件包括彼此形成滑轨导向配合的导轨(61)及滑块(62)，导轨(61)的导向方向平行取样通道(20)长度方向；滑块(62)上安装所述线激光轮廓扫描传感器(30)，并通过驱动电机驱动滑块(62)产生相对导轨(61)的往复直线动作。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：导轨(61)上布置有用于限制线激光轮廓扫描传感器(30)行程的限位器。
5.根据权利要求2或3或4所述的装置，其特征在于：所述取样通道(20)为长方体容器状。
6.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被数据处理器(50)执行时使数据处理器(50)执行如权利要求1所述的方法。
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