CN115830582A - 适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置，包括：基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以所述第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，生成多个剔除坐标集合，以及多个补齐坐标集合；对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；得到第一煤堆实际轮廓；得到第二煤堆实际轮廓；将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示；本发明基于毫米波点云数据对煤堆的材质进行识别，并得到较为准确的煤堆轮廓，为后续运煤提供准确的数据基础。

Description

适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术，尤其涉及一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置。

背景技术

煤堆的材质识别以及轮廓、体积等数据的测量是作为用煤大户的一项基础工作，在指导生产、安排企业资金等环节中起着非常重要的作用。积极运用先进技术提高煤堆测量工作的方便性和准确性，是目前煤堆测量工作的发展趋势。

现有技术中，目前的堆体测量，主要依靠全站仪、盘煤仪GPS等测量仪器对堆体进行测量，相对于更早之前的完全依赖人工使用皮尺丈量，这些测量手段已经有了长足的进步。

然而，现有技术中在对煤堆的材质以及轮廓进行识别时，只能识别到煤堆材质的表面轮廓，在放置煤堆的地面不平整时，无法准确的得到煤堆材质的轮廓信息，无法对后续的煤堆运输提供较为准确的参考。

发明内容

本发明实施例提供一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置，可以准确的得到煤堆材质的轮廓信息，对后续的煤堆运输提供较为准确的参考。

本发明实施例的第一方面，提供一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法，包括：

基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合；

对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；

若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓；

若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓；

将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，包括：

获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合；

将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合；

若所述第四覆盖面集合包含于所述第二覆盖集合，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓，包括：

根据所述剔除坐标集合确定剔除轮廓，基于所述剔除轮廓确定相应初始煤堆轮廓中的剔除区域，将所述剔除区域由初始煤堆轮廓中剔除；和\或，

根据所述补齐坐标集合确定补齐轮廓，基于所述补齐轮廓确定初始煤堆轮廓的补齐区域，将所述补齐区域添加至初始煤堆轮廓中，得到第一煤堆实际轮廓。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内,包括：

获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合；

将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合；

若所述第四覆盖面集合不包含于所述第二覆盖集合，且所述第四覆盖面集合与所述第二覆盖集合的交集不为空集，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓，包括：

提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述剔除轮廓的相交部分作为第一修正轮廓线；

基于所述第一修正轮廓线将所述剔除轮廓的上表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第一表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第二表面；

根据所述第二表面对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，对相应所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正补齐剔除轮廓，根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓，包括：

提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述补齐轮廓的相交部分作为第二修正轮廓线；

基于所述第二修正轮廓线将所述剔除轮廓的下表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第三表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第四表面；

根据所述第四表面对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，还包括：

基于所述第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，得到各煤堆的体积信息，对多个体积信息进行升序排序，形成煤堆体积集合；

获取运煤需求信息，根据所述运煤需求信息确定所述煤堆体积集合中最接近的体积信息，并将其标记为第一体积信息；

若所述第一体积信息小于运煤需求信息，则获取运煤需求信息和第一体积信息的差值作为待定体积；

获取所述煤堆体积集合中与所述待定体积最接近，且大于所述待定体积的体积信息，将其作为第二体积信息；

确定所述第一体积信息和/或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，在确定所述第一体积信息和/或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆之后，还包括：

获取所述待运煤堆所对应的第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，将其标记为第三煤堆实际轮廓，获取第三煤堆实际轮廓的体积信息作为实际体积信息；

提取所述第三煤堆实际轮廓中的剔除轮廓的剔除体积、补齐轮廓的补齐体积，根据所述剔除体积、剔除系数、补齐体积以及补齐系数计算得到不规则体积；

基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值；

若所述不规则占比值大于等于预设占比值，确定运煤方式为人工方式，若所述不规则占比值小于预设占比值，确定运煤方式为机器方式。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值，包括：

通过以下公式计算不规则占比值，

式中，Z代表不规则占比值，

代表第j个剔除体积，j为剔除体积数量的上限值，k_j代表剔除系数，

代表第w个补齐体积，k_w代表补齐系数，w为补齐体积数量的上限值，k_d代表计算权重值，α代表实际体积信息。

本发明实施例的第二方面，提供一种适用于毫米波点云数据的材质识别装置，包括：

坐标模块，用于基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合；

初始模块，用于对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；

第一处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓；

第二处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓；

展示模块，用于将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

本发明提供的一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法及装置，会预先扫描存煤前的地面点云数据，并且扫描存煤后的初始煤堆点云数据，两者均基于同一坐标原点建立空间坐标系，得到初始煤堆的坐标集合以及凸起和凹陷的坐标集合，根据坐标集合可以较为准确的确定凸起和凹陷与煤堆的位置关系以及处于煤堆内部的体积，通过坐标集合进行判断位置关系，减少了数据处理量，且判断较为准确；并且处于同一空间坐标系中，可以直接进行剔除和\或补齐，可以直接得到煤堆的真实体积信息，对后续的煤堆运输提供较为准确的参考。

本发明提供的技术方案，会将初始煤堆坐标集合、剔除坐标集合、补齐坐标集合中所有坐标值的Z值剔除，从而得到煤堆、凸起、凹陷的最大覆盖范围的坐标集合，通过对比煤堆最大覆盖范围的坐标集合与凸起和凹陷的最大覆盖范围的坐标集合之间是否包含全部坐标值还是部分坐标值，可以直接判断出凸起和凹陷是全部或部分处于煤堆下方，无须经过大量运算得出位置关系；当凸起和凹陷部分处于煤堆内部时，通过煤堆的底部边缘轮廓线对凸起和凹陷进行分割，可以直接得到相对应的体积，由于在同一坐标系可以直接进行剔除和补齐，得到较为准确的煤堆体积，为煤堆运输提供较为准确的参考。

本发明提供的技术方案，系统会根据用户的需求，自动选择最为接近的一个煤堆或多个煤堆，并标记为待运煤堆，方便用户直接根据标记的煤堆进行运输并进行记录，提升用户的便利性，并且可以依据记录对运输数据进行回溯；系统会对每个煤堆内存在的凸起和凹陷对应数量和体积进行计算得到不规则占比值，依据不规则占比值选择合适运煤方式，提升机器的使用寿命，避免凸起和凹陷部分对机器的损耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种第一修正轮廓线的煤堆示意图；

图3是本发明实施例提供的一种第二修正轮廓线的煤堆示意图；

图4是本发明实施例提供的一种第二表面和第四表面的煤堆示意图；

图5是本发明实施例提供的一种适用于毫米波点云数据的材质识别装置的结构示意图。

具体实施方式

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。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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。

取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

参见图1，是本发明实施例提供的一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法的流程示意图，该适用于毫米波点云数据的材质识别方法包括S1-S5：

S1，基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合。

本发明提供的技术方案，基于多个测量塔处的多个测量点进行预先采集用于存储煤炭的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，其中，第一测量点可以是人为提前设置的测量点，也可以是在多个测量点中选取的测量点，在此不做限定，可以理解的是，后续均以第一测量点作为坐标原点进行建立坐标系得到相应的空间坐标系，从而获得地面的凸起和凹陷第一空间坐标信息以及煤炭堆在同一坐标系中的空间坐标信息，方便后续直接在同一坐标系中对煤炭的体积进行剔除和补齐。对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合，其中，预设水平地面可以是纵坐标值(Z值)为0所对应的平面，可以理解的是，第一测量点处于预设水平地面处，对高于地面的凸起进行归类，生成多个剔除坐标集合，对于低于地面的凹陷进行归类，生成多个补齐坐标集合，方便后续根据煤堆处的剔除坐标集合、补齐坐标集合进行体积剔除和体积补齐处理。

S2，对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓。

本发明提供的技术方案，对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，可以理解的是，仅采集煤堆的点云数据，并以第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理,其中，对煤堆的测量可以用激光盘煤仪进行检测，在此不做限定。

可以理解的是，系统会对煤堆的材质识别，并且利用激光盘煤仪采集煤堆的初始煤堆点云数据，并以第一测量点为原点对初始煤堆点云数据坐标化处理，与地面点云数据的坐标原点以及坐标系相同，从而使得相应点位的坐标值是相同的，方便后续直接进行煤炭体积的剔除和补齐，获取坐标化处理后的煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类统计得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据初始煤堆坐标集合确定对应各煤堆的初始煤堆轮廓，可以理解的是，在地面堆积的煤堆通常是有多个的，对煤堆以第一测量点进行坐标化处理后得到所有煤堆的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类，将连续的空间坐标点归为一类，得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，随后可以采用点云轮廓提取算法确定初始煤堆轮廓，例如：可以是基于Delaunay三角网的轮廓提取算法，也可以是基于凸包的凹点挖掘算法，也可以是直接通过初始煤堆坐标集合得到煤堆的轮廓，此处为现有技术，在此不再赘述，根据每个煤堆的初始煤堆坐标集合确定对应各煤堆的初始煤堆轮廓，可以理解的是，坐标集合内每个坐标点进行连线形成轮廓线，各轮廓线形成轮廓面，得到各煤堆对应的轮廓，方便后续根据各煤堆的初始煤堆轮廓进行剔除和补齐。

S3，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓。

本发明提供的技术方案，如果剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，可以理解的是，剔除坐标集合为地面的凸起部分需要进行剔除，补齐坐标集合为地面的凹陷部分需要进行补齐，如果地面的凸起和凹陷完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，也就是完全处于煤堆的下方，则根据剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓，可以理解的是，若完全处于煤堆下方，则依据凸起对应的体积大小(剔除轮廓)对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据凹陷对应的体积大小(补齐轮廓)对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，从而得到第一煤堆实际体积(第一煤堆实际轮廓)大小，可以较为精准的识别煤堆体积。

在一些实施例中，步骤S3中的(若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内)包括S31-S33：

S31，获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合。

本发明提供的技术方案，系统会获取各初始煤堆坐标集合中所有的第一坐标值，将所有第一坐标值中的Z值剔除，例如：初始煤堆坐标集合{(1，1，1)、(1，2，1)、(1，3，2)、(1，1，2)}，将初始煤堆坐标集合中X值和Y值保留，将Z值删除，得到{(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，1)}，从而得到第一覆盖面集合的所有第二坐标值，并将第一覆盖面集合中重复的第二坐标值删除仅保留一个，例如：将{(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，1)}变为{(1，1)、(1，2)、(1，3)}，从而得到第二覆盖面集合，可以理解的是，第二覆盖面集合为初始煤堆对应的最大覆盖范围，本方案通过上述方式，从而得到初始煤堆的最大覆盖范围，方便后续与凸起和凹陷对应的范围进行比较，判断凸起和凹陷是否处于完全处于煤堆下方。

S32，将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合。

本发明提供的技术方案，同理，系统会将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，并且保留相应的X值和Y值，从而得到第三覆盖面集合的所有第五坐标值，并将重复的坐标值进行删除，可以得到凸起和凹陷的最大覆盖范围，也就是第四覆盖面集合，例如：剔除坐标集合或补齐坐标集合坐标为{(1，1，1)、(1，2，1)}，将Z值删除，并且确认没有重复坐标后得到{(1，1)、(1，2)}，也就是第四覆盖面集合，可以理解的是，第四覆盖面集合为凸起和\或凹陷相应的最大覆盖范围，方便后续根据煤堆的最大覆盖范围与凸起和\或凹陷相应的最大覆盖范围进行判断是否完全处于煤堆下方。

S33，若所述第四覆盖面集合包含于所述第二覆盖集合，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

本发明提供的技术方案，如果第四覆盖面集合包含于所述第二覆盖集合，可以理解的是，第四覆盖面集合为第二覆盖集合的子集，例如：

也就是凸起和\或凹陷的最大覆盖范围处于煤堆的覆盖范围内，说明此时凸起和\或凹陷完全处于煤堆的下方，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，当地面凸起和凹陷的X,Y坐标值均处于初始煤堆坐标集合的X，Y坐标值的覆盖范围内，则确定地面凸起和凹陷均处于煤堆下方，本方案通过上述方式，可以较为准确的判断凸起和\或凹陷与煤堆的关系，确认完全处于煤堆下放后方便后续直接对凸起进行剔除，对凹陷进行补齐。

在一些实施例中，步骤S3中的(根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓)，包括S34-S35：

S34，根据所述剔除坐标集合确定剔除轮廓，基于所述剔除轮廓确定相应初始煤堆轮廓中的剔除区域，将所述剔除区域由初始煤堆轮廓中剔除；和\或，

本发明提供的技术方案，系统会根据剔除坐标集合确定剔除轮廓，可以理解的是，系统会依据地面凸起的空间坐标集合确定相应凸起的体积大小，可以理解的是，已知凸起的空间坐标集合可以利用三角面片计算体积，通过行列式进行计算，在此不做限定，根据凸起的体积大小确定处于初始煤堆轮廓下方应该剔除的区域大小。

S35，根据所述补齐坐标集合确定补齐轮廓，基于所述补齐轮廓确定初始煤堆轮廓的补齐区域，将所述补齐区域添加至初始煤堆轮廓中，得到第一煤堆实际轮廓。

本发明提供的技术方案，系统根据补齐坐标集合确定补齐轮廓，可以理解的是，同理，系统会依据地面凹陷的空间坐标集合确定相应凹陷的体积大小，根据凹陷的体积大小确定处于初始煤堆轮廓下方应该补齐的区域大小。

S4，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓。

本发明提供的技术方案，如果剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，则对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，可以理解的是，当地面凸起和\或凹陷不完全处于煤堆下方时，也就是凸起和/或凹陷的部分处于煤堆的下方，因此只要对处于煤堆的凸起和/或凹陷部分进行相应的剔除和/或补齐处理即可，因此需要对原本的剔除轮廓、补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，可以理解的是，需要对原本的凸起、凹陷部分进行分割处理，只获取处于煤堆下方的轮廓(修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓)，根据修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓，可以理解的是，将部分处于煤堆下方的部分凸起和\或部分凹陷进行剔除和\或补齐，则得到煤堆的实际体积，可以较为准确的得到煤堆的体积，为后续运输提供较为准确的参考。

在一些实施例中，步骤S4中的(若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内),包括S41-S43：

S41，获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合。

本发明提供的技术方案，系统会获取各初始煤堆坐标集合中所有的第一坐标值，将所有第一坐标值中的Z值剔除，例如：初始煤堆坐标集合{(1，1，1)、(1，2，1)、(1，3，2)、(1，1，2)、(2，1，1)}，将初始煤堆坐标集合中X值和Y值保留，将Z值删除，得到{(1,1)、(1,2)、(1,3)、(1,1)、(2,1)}，从而得到第一覆盖面集合的所有第二坐标值，并将第一覆盖面集合中重复的第二坐标值删除仅保留一个，例如：将{(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，1)、(2，1)}变为{(1，1)、(1，2)、(1，3)、(2，1)}，从而得到第二覆盖面集合，可以理解的是，第二覆盖面集合为初始煤堆对应的最大覆盖范围，本方案通过上述方式，从而得到初始煤堆的最大覆盖范围，方便后续与凸起和凹陷对应的范围进行比较，判断凸起和凹陷是否部分处于煤堆下方。

S42，将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合。

本发明提供的技术方案，系统会将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，并且保留相应的X值和Y值，从而得到第三覆盖面集合的所有第五坐标值，并将重复的坐标值进行删除，可以得到凸起和凹陷的最大覆盖范围，也就是第四覆盖面集合，例如：剔除坐标集合或补齐坐标集合坐标为{(1，1，1)、(1，2，1)、(2，2)}，将Z值删除，并且确认没有重复坐标后得到{(1，1)、(1，2)、(2，2)}，也就是第四覆盖面集合，可以理解的是，第四覆盖面集合为凸起和\或凹陷相应的最大覆盖范围，方便后续根据煤堆的最大覆盖范围与凸起和\或凹陷相应的最大覆盖范围进行判断是否部分处于煤堆下方。

S43，若所述第四覆盖面集合不包含于所述第二覆盖集合，且所述第四覆盖面集合与所述第二覆盖集合的交集不为空集，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

本发明提供的技术方案，如果第四覆盖面集合不包含于所述第二覆盖集合，可以理解的是，第四覆盖面集合不为第二覆盖集合的子集，且两个集合不相等，并且两者集合的交集不为空集，也就是两者有相同的坐标，也就是凸起和\或凹陷的最大覆盖范围处于煤堆的覆盖范围内，例如：凸起或凹陷的坐标集合为{(1，1)、(1，2)、(2，2)}，初始煤堆坐标集合的坐标集合为{(1，1)、(1，2)、(1，3)、(2，1)}，两者的交集为{(1，1)、(1，2)}，并且凸起或凹陷的坐标集合内(2，2)不处于初始煤堆坐标集合中，说明此时凸起和\或凹陷部分处于煤堆的下方，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合部分位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，本方案通过上述方式，可以较为准确的判断凸起和\或凹陷与煤堆的关系，确认部分处于煤堆下放后方便后续对处于煤堆下方的部分凸起进行剔除，对部分凹陷进行补齐。

在一些实施例中，步骤S4中的(对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓)，包括S44-S46：

S44，提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述剔除轮廓的相交部分作为第一修正轮廓线。

本发明提供的技术方案，系统会提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，可以理解的是，通过激光盘煤仪可以直接提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，根据底部边缘轮廓线与剔除轮廓的相交部分作为第一修正轮廓线，可以理解的是，底部边缘轮廓线为煤堆底部的四周边与地面的分界线，例如：如果煤堆的底部为矩形，底部边缘轮廓线为矩形的四周边长，即煤堆底部的四周边长为底部边缘轮廓，将底部边缘轮廓线与所述剔除轮廓的相交部分作为第一修正轮廓线，可以理解的是，当凸起地面的部分处于煤堆内部，另一部分暴露在空气中，第一修正轮廓线为凸起的表面处于煤堆内部和处于空气中表面的分界线，则将底部边缘轮廓线与凸起相交的部分作为第一修正轮廓线，方便后续根据第一修正轮廓线对凸起的体积进行分割，分割为处于煤堆内部的部分和不处于煤堆内部的部分。

S45，基于所述第一修正轮廓线将所述剔除轮廓的上表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第一表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第二表面。

本发明提供的技术方案，基于第一修正轮廓线将所述剔除轮廓的上表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第一表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第二表面，可以理解的是，第一修正轮廓线为煤堆底部与凸起的表面的相交线，利用第一修正轮廓线将凸起部分分割为不处于煤堆内部的第一表面，和处于煤堆内部的第二表面，参见图2，方便后续将处于煤堆内部的第二表面进行剔除。

S46，根据所述第二表面对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓。

本发明提供的技术方案，系统根据第二表面对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，可以理解的是，通过第一修正轮廓线将凸起部分进行分割后，可以得到处于煤堆内部的凸起部分的体积，也就是第二表面，根据第二表面对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，从而得到第二煤堆实际轮廓，将部分凸起剔除后，从而得到实际煤堆轮廓。

在一些实施例中，步骤S4中的(对相应所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正补齐剔除轮廓，根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓)包括S47-S49：

S47，提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述补齐轮廓的相交部分作为第二修正轮廓线。

本发明提供的技术方案，系统会提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，同理，根据底部边缘轮廓线与所述补齐轮廓的相交部分作为第二修正轮廓线，可以理解的是，地面凹陷的部分处于煤堆下方，因此底部边缘轮廓线与凹陷区域的相交部分将凹陷区域分割为处于煤堆内部的区域和不处于煤堆内部的区域，将相交线作为第二修正轮廓线，方便后续根据第二修正轮廓线进行后续的分割。

S48，基于所述第二修正轮廓线将所述剔除轮廓的下表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第三表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第四表面。

本发明提供的技术方案，系统会基于第二修正轮廓线将剔除轮廓的下表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第三表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第四表面，可以理解的是，利用第二修正轮廓线将凹陷部分分割为不处于煤堆内部的第三表面，和处于煤堆内部的第四表面，参见图3，方便后续将处于煤堆内部的第四表面进行补齐。

S49，根据所述第四表面对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓。

本发明提供的技术方案，根据第四表面对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓，可以理解的是，通过第二修正轮廓线将凹陷部分进行分割后，可以得到处于煤堆内部的凸起部分的体积，也就是第四表面，根据第四表面对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，从而得到第二煤堆实际轮廓。

S5，将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

本发明提供的技术方案，将第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示，可以理解的是，第一煤堆实际轮廓为地面凸起和凹陷完全处于煤堆下方经过剔除和\或补齐后，得到的煤堆实际轮廓；第二煤堆实际轮廓为地面凸起和凹陷部分处于煤堆下方经过剔除和\或补齐后，可以理解的是，为同时存在凸起和凹陷，既有第二表面，又有第四表面，得到煤堆实际轮廓，参见图4；当既有地面凸起和凹陷完全处于煤堆下方，又有地面凸起和凹陷部分处于煤堆下方时，则通过两种方法分别进行处理，可以得到第二煤堆实际轮廓，最终得到较为准确的煤堆轮廓(煤堆体积)发送给管理端进行展示。

在上述实施例的基础上，还包括S61-S65：

S61，基于所述第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，得到各煤堆的体积信息，对多个体积信息进行升序排序，形成煤堆体积集合。

本发明提供的技术方案，系统会基于第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，得到各煤堆的体积信息，并按照多个体积信息进行从小到大排序，形成煤堆体积集合，例如：煤堆A(100立方米)、煤堆B(200立方米)、煤堆C(500立方米)、煤堆D(900立方米)，形成煤堆体积集合，可以理解的是，集合内煤堆的体积从小到大排列，也可以根据煤堆材质和相应体积的乘积，得到相应煤堆的质量进行后续处理，在此不做限定。

S62，获取运煤需求信息，根据所述运煤需求信息确定所述煤堆体积集合中最接近的体积信息，并将其标记为第一体积信息。

本发明提供的技术方案，系统会获取运煤需求信息，根据运煤需求信息确定所述煤堆体积集合中最接近的体积信息，例如：用户需求650立方米的，则确定集合中与其体积最接近的煤堆C(500立方米)，并将其标记为第一体积信息。

S63，若所述第一体积信息小于运煤需求信息，则获取运煤需求信息和第一体积信息的差值作为待定体积。

本发明提供的技术方案，如果第一体积信息小于运煤需求信息，例如：500立方米小于650立方米，则获取运煤需求信息和第一体积信息的差值，将其差值作为待定体积，例如：650-500＝150立方米，将150立方米作为待定体积，方便后续在煤堆集合中选择与待定体积最接近的煤堆。

S64，获取所述煤堆体积集合中与所述待定体积最接近，且大于所述待定体积的体积信息，将其作为第二体积信息。

本发明提供的技术方案，获取煤堆体积集合中与所述待定体积最接近，且大于待定体积的体积信息，例如：从煤堆A(100立方米)、煤堆B(200立方米)中选择与150立方米最接近且大于150立方米的煤堆，对应的是煤堆B(200立方米)，将其作为第二体积信息。

S65，确定所述第一体积信息和/或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆。

本发明提供的技术方案，确定第一体积信息和所第二体积信息对应的煤堆，也就是煤堆C、煤堆B，将两者标记为待运煤堆，方便后续工作人员直接进行煤堆的定位，方便后续进行煤堆的运输，以及后续的运煤追溯。

在一些实施例中，在步骤S65(确定所述第一体积信息或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆)之后，还包括S651-S654：

S651，获取所述待运煤堆所对应的第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，将其标记为第三煤堆实际轮廓，获取第三煤堆实际轮廓的体积信息作为实际体积信息。

本发明提供的技术方案，系统会获取待运煤堆所对应的第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，将其标记为第三煤堆实际轮廓，并获取第三煤堆实际轮廓的体积信息作为实际体积信息，可以理解的是，系统会获取每个煤堆的实际体积信息。

S652，提取所述第三煤堆实际轮廓中的剔除轮廓的剔除体积、补齐轮廓的补齐体积，根据所述剔除体积、剔除系数、补齐体积以及补齐系数计算得到不规则体积。

本发明提供的技术方案，系统会提取第三煤堆实际轮廓中的剔除轮廓的剔除体积、补齐轮廓的补齐体积，可以理解的是，系统会提取第三煤堆实际轮廓中被剔除凸起部分的体积，以及被补齐凹陷部分的体积，根据剔除体积、剔除系数、补齐体积以及补齐系数计算得到不规则体积，方便后续根据不规则体积得到相应的占比。

S653，基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值。

本发明提供的技术方案，根据不规则体积和所述实际体积信息的比值，得到不规则占比值，方便后续根据不规则占比值确定相应的运输方式。

S654，若所述不规则占比值大于等于预设占比值，确定运煤方式为人工方式，若所述不规则占比值小于预设占比值，确定运煤方式为机器方式。

本发明提供的技术方案，如果不规则占比值大于等于预设占比值，则确定运煤方式为人工运输，如果不规则占比值小于预设占比值，则确定运煤方式为机器运输，其中，预设占比值可以是人为提前设置的，可以理解的是，如果地面凹凸不平过多则会对机器有较大损伤，因此采用人工运行，如果地面凹凸不平较少则直接采用机器运输。

其中，S653(基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值)，包括：

通过以下公式计算不规则占比值，

式中，Z代表不规则占比值，

代表第j个剔除体积，f为剔除体积数量的上限值，k_j代表剔除系数，

代表第w个补齐体积，k_w代表补齐系数，c为补齐体积数量的上限值，k_d代表计算权重值，α代表实际体积信息，可以理解的是，Z与

成正比，由于地面凸起对机器的损伤更大，因此剔除系数k_j大于补齐系数k_w。

在上述实施例的基础上，还包括S71-S72：

S71，对工作人员的行为进行监测，若判断工作人员主动将第四煤堆的人工方式更改为机器方式，则基于所述人工方式对应的不规则占比值与所述预设占比值的差值对计算权重值进行减小训练，得到减小训练后的计算权重值。

本发明提供的技术方案，系统会对工作人员的行为进行监测，如果判断工作人员主动将第四煤堆的人工方式更改为机器方式，则说明此时系统自动计算输出的不规则占比值过大，所有工作人员对运输方式进行了调整，根据用户的调整结果，则将自动计算输出的不规则占比值和预设占比值的差值对计算权重值进行减小训练，得到训练后的算权重值，可以理解的是，系统会自动对运输结果进行自动记录并学习，对计算权重值不断进行训练，使得最终输出的结果可以较好的贴合实际场景。

通过以下公式计算减小训练后的计算权重值，

其中，

为减小训练后的计算权重值，k_d为计算权重值，Z₁为第四煤堆人工方式对应的不规则占比值，

为预设占比值，τ为减小调整值，其中，减小调整τ可以是人为预先设置的，可以理解的是，减小训练后的计算权重值

与第四煤堆人工方式对应的不规则占比值Z₁成反比，第四煤堆人工方式对应的不规则占比值Z₁越大相应的减小训练后的计算权重值

越小，由于是人工方式，所以

S72，若判断工作人员主动将第四煤堆的机器方式更改为人工方式，则基于所述预设占比值与所述机器方式对应的不规则占比值的差值对计算权重值进行增大训练，得到增大训练后的计算权重值。

通过以下公式计算增大训练后的计算权重值，

其中，

为增大训练后的计算权重值，k_d为计算权重值，Z₂为第四煤堆机器方式对应的不规则占比值，

为预设占比值，ω为增大调整值，其中，增大调整ω可以是人为预先设置的，可以理解的是，增大训练后的计算权重值

与第四煤堆机器方式对应的不规则占比值Z₂成反比，第四煤堆机器方式对应的不规则占比值Z₂越大相应的增大训练后的计算权重值

越小，由于是机器方式，所以

本发明提供的技术方案，系统会自动根据用户的更改的结果进行自动训练，使得自动训练的计算权重值k_d更贴合实际场景的需求，使得最终输出的不规则占比值较为符合实际场景，帮助工作人员选择较为准确的运输方式，较好的提高机器的工作年限以及工作效率。

在上述实施例的基础上，还包括S81-S82：

S81，获取环境温度以及环境湿度得到第一温度值和第一湿度值，基于红外测温仪对各煤堆的表面温度进行检测，得到多个第二温度值，根据第一温度值、第一湿度值以及各煤堆的第二温度值进行计算，得到各煤堆的内部温度预测值。

本发明提供的技术方案，系统可以通过温度、湿度传感器获取环境温度和环境湿度，得到第一温度值和第一湿度值，基于红外测温仪对各煤堆的表面温度进行检测，得到各个煤堆表面的第二温度值，可以理解的是，煤堆长期堆积，会因为氧化作用引发内部热量的堆积，由于内部热量不易散发容易引发自燃，当环境温度较高时，煤炭内部散热效率较低，热量堆积较为严重，当湿度较大时，煤中水分不易蒸发，煤堆湿度高，积热难以散出，会加速煤的氧化，因此在温度较高、湿度较大的环境下，煤堆极易自燃，本发明根据环境温湿度以及煤堆表面温度对煤堆内部温度进行预测，得到相应的预测值，方便喷水车进行及时降温处理。

通过以下公式计算内部温度预测值，

其中，ρ₃为内部温度预测值，ρ₂为第二温度值，h₁为第一湿度值，

为基准湿度值，g_h为湿度归一化值，ρ₁为第一温度值，

基准湿度值，g_ρ为温度归一化值，k_ρ为内部温度权重值，可以理解的是，内部温度预测值ρ₃与第二温度值ρ₂成正比，内部温度预测值ρ₃与第一湿度值h₁成正比，内部温度预测值ρ₃与第一温度值ρ₁成正比，由于外表面和底部可以通过地面和环境进行散热，但内部热量无法及时散热，因此内部温度预测值ρ₃大于第二温度值ρ₂。

本发明提供的技术方案，会依据环境的温湿度以及煤堆外部的温度对内部温度进行预测，调取喷水车对煤堆喷洒冷凝水进行降温处理，现有技术中，仅对煤堆外表面温度进行监控，但外表面因为可以通过地面以及空气散热并不能很好的反应出内部的温度值，而煤堆自燃一般发生距煤堆表面1至3m处，本发明会依据环境以及表面温度内部温度进行预测，及时派遣洒水车进行降温。

若所述内部温度预测值大于等于预设温度值，则将所述内部温度预测值对应的煤堆发送至喷水车，喷水车对所述煤堆喷洒冷凝水。

本发明提供的技术方案，如果内部温度预测值大于等于预设温度值，其中，预设温度值可以是人为预设的温度警戒值，当温度大于等于温度警戒值时，其中，温度警戒值可以是56℃，也可以是60℃，在此不做限定，煤堆内部自然温度一般在60℃左右，则说明此时内部温度过高容易引起自燃，则将该内部温度预测值对应的煤堆发送至喷水车，喷水车及时对该煤堆喷洒冷凝水降温。

参见图5，是本发明实施例提供的一种适用于毫米波点云数据的材质识别装置的结构示意图，该适用于毫米波点云数据的材质识别装置包括：

坐标模块，用于基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合；

初始模块，用于对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；

第一处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓；

第二处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓；

展示模块，用于将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

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 (10)

1.一种适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，包括：

基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合；

对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；

若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓；

若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓；

将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

2.根据权利要求1所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，包括：

获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合；

将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合；

若所述第四覆盖面集合包含于所述第二覆盖集合，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

3.根据权利要求2所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓，包括：

根据所述剔除坐标集合确定剔除轮廓，基于所述剔除轮廓确定相应初始煤堆轮廓中的剔除区域，将所述剔除区域由初始煤堆轮廓中剔除；和\或，

根据所述补齐坐标集合确定补齐轮廓，基于所述补齐轮廓确定初始煤堆轮廓的补齐区域，将所述补齐区域添加至初始煤堆轮廓中，得到第一煤堆实际轮廓。

4.根据权利要求3所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内,包括：

获取各初始煤堆坐标集合中所有第一坐标值，将所述第一坐标值中的Z值剔除，得到第一覆盖面集合的第二坐标值，依次从所述第一覆盖面集合中选取第二坐标值作为第三坐标值，将所述第三坐标值与其余第二坐标值进行比对，若存在与所述第三坐标值相同的第二坐标值，则将所述相同的第二坐标值进行删除处理，得到第二覆盖面集合；

将剔除坐标集合和\或补齐坐标集合中所有第四坐标值中的Z值剔除，得到第三覆盖面集合的第五坐标值，依次从所述第三覆盖面集合中选取第五坐标值作为第六坐标值，将所述第六坐标值与其余第五坐标值进行比对，若存在与所述第六坐标值相同的第五坐标值，则将所述相同的第五坐标值进行删除处理，得到第四覆盖面集合；

若所述第四覆盖面集合不包含于所述第二覆盖集合，且所述第四覆盖面集合与所述第二覆盖集合的交集不为空集，则确定剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内。

5.根据权利要求4所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓，包括：

提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述剔除轮廓的相交部分作为第一修正轮廓线；

基于所述第一修正轮廓线将所述剔除轮廓的上表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第一表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第二表面；

根据所述第二表面对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，得到第二煤堆实际轮廓。

6.根据权利要求5所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，对相应所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正补齐剔除轮廓，根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓，包括：

提取初始煤堆轮廓的底部边缘轮廓线，获取底部边缘轮廓线与所述补齐轮廓的相交部分作为第二修正轮廓线；

基于所述第二修正轮廓线将所述剔除轮廓的下表面，分割为远离初始煤堆轮廓的第三表面，以及靠近初始煤堆轮廓的第四表面；

根据所述第四表面对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓。

7.根据权利要求6所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，还包括：

基于所述第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，得到各煤堆的体积信息，对多个体积信息进行升序排序，形成煤堆体积集合；

获取运煤需求信息，根据所述运煤需求信息确定所述煤堆体积集合中最接近的体积信息，并将其标记为第一体积信息；

若所述第一体积信息小于运煤需求信息，则获取运煤需求信息和第一体积信息的差值作为待定体积；

获取所述煤堆体积集合中与所述待定体积最接近，且大于所述待定体积的体积信息，将其作为第二体积信息；

确定所述第一体积信息和/或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆。

8.根据权利要求7所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，在确定所述第一体积信息和/或所述第二体积信息对应的煤堆，将其标记为待运煤堆之后，还包括：

获取所述待运煤堆所对应的第一煤堆实际轮廓和\或第二煤堆实际轮廓，将其标记为第三煤堆实际轮廓，获取第三煤堆实际轮廓的体积信息作为实际体积信息；

提取所述第三煤堆实际轮廓中的剔除轮廓的剔除体积、补齐轮廓的补齐体积，根据所述剔除体积、剔除系数、补齐体积以及补齐系数计算得到不规则体积；

基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值；

若所述不规则占比值大于等于预设占比值，确定运煤方式为人工方式，若所述不规则占比值小于预设占比值，确定运煤方式为机器方式。

9.根据权利要求8所述的适用于毫米波点云数据的材质识别方法，其特征在于，基于所述不规则体积和所述实际体积信息，得到不规则占比值，包括：

通过以下公式计算不规则占比值，

式中，Z代表不规则占比值，

代表第j个剔除体积，f为剔除体积数量的上限值，k_j代表剔除系数，

代表第w个补齐体积，k_w代表补齐系数，c为补齐体积数量的上限值，k_d代表计算权重值，α代表实际体积信息。

10.一种适用于毫米波点云数据的材质识别装置，其特征在于，包括：

坐标模块，用于基于多个测量塔处的多个测量点预先采集用于存煤的地面点云数据，并以第一测量点为原点获取各地面特征点的第一空间坐标信息，对高于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个剔除坐标集合，对低于预设水平地面、且相邻的地面特征点的第一空间坐标信息进行归类，生成多个补齐坐标集合；

初始模块，用于对煤堆的材质识别并采集煤堆的初始煤堆点云数据，以所述第一测量点为原点对所述初始煤堆点云数据坐标化处理，获取煤堆特征点的第二空间坐标信息，对第二空间坐标信息进行归类得到对应各煤堆的初始煤堆坐标集合，根据所述初始煤堆坐标集合生成对应各煤堆的初始煤堆轮廓；

第一处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，根据所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行区域剔除处理，和\或根据所述补齐坐标集合对应的补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行区域补齐处理，得到第一煤堆实际轮廓；

第二处理模块，用于若剔除坐标集合和\或补齐坐标集合不完全位于初始煤堆坐标集合的覆盖范围内，对相应所述剔除坐标集合对应的剔除轮廓和\或补齐坐标集合对应的补齐轮廓进行修正处理，得到修正剔除轮廓和\或修正补齐轮廓，根据所述修正剔除轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓剔除处理，和\或根据所述修正补齐轮廓对初始煤堆轮廓进行轮廓补齐处理，得到第二煤堆实际轮廓；

展示模块，用于将所述第一煤堆实际轮廓和\或所述第二煤堆实际轮廓发送给管理端进行展示。

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