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智能电铲无人卸料装车系统和方法

1284   编辑:中冶有色网   来源:北京航空航天大学  
2023-12-22 15:46:46
权利要求书: 1.一种智能电铲无人卸料装车方法,该方法基于智能电铲无人卸料装车系统实现,该系统包括电铲和自卸车,所述电铲包括铲斗、斗杆、起重臂、推压电机、提升电机、回转电机和控制器,其特征在于,还包括:第一摄像机、第二摄像机和激光测距仪,且所述第一摄像机、所述第二摄像机和所述激光测距仪均与所述控制器连接; 所述第一摄像机安装在所述起重臂上,安装高度为所述自卸车的车顶高度,用于检测自卸车和识别标志物,以确定在X轴方向上所述铲斗和所述自卸车车厢的相对位置; 所述第二摄像机安装在所述起重臂顶部,用于识别所述自卸车车厢边缘,以确定在Y轴方向上所述铲斗与所述自卸车车厢的相对位置; 所述激光测距仪设置在所述斗杆上,用于确定在Z轴方向上所述铲斗与所述自卸车车厢的相对距离; 所述自卸车车厢顶部设置有三个所述标志物;其特征在于,方法包括:S1:以自卸车通过倒车的方式停靠在电铲的左侧进行装车作业为例,挖掘完成后,所述电铲通过回转电机开始向左回转,同时通过提升电机下降铲斗,控制器实时读取激光测距仪读取的距离,在Z轴方向判断是否需要停止下降所述铲斗,达到预设值时即可停止; S2:同时所述控制器提取第一摄像机获取的图像中的特征点,并与自卸车模板图像进行匹配,检测图像中是否出现了自卸车,若所述第一摄像机没有检测到所述自卸车时,所述控制器向回转电机输出驱动信号,使所述电铲继续向左回转; 在所述第一摄像机捕捉到所述自卸车后,所述控制器对第一摄像机采集图像中的标志物进行识别,并获取所述标志物个数、大小、中心位置,以确定在X轴方向上所述铲斗与自卸车车厢的相对位置; S3:所述控制器读取第二摄像机采集的图像,通过提取所述自卸车的直线特征,利用特征选择算法,从所有的直线特征中筛选出目标特征,完成所述自卸车车厢边缘的标定:当所述自卸车车厢仅右侧边缘被识别时,推压电机继续推压斗杆,当所述自卸车车厢两侧的边缘仅左侧被识别时,所述推压电机反转,收回所述斗杆至合适位置,当所述自卸车车厢两侧的边缘同时被识别时,所述推压电机停止推压所述斗杆,使所述铲斗在Y轴方向上停留在合适位置; S4:当确定所述自卸车对准电铲后完成卸料工作,此时所述控制器判断是否装车n?1次,其中n表示自卸车车厢装满时对应的电铲数,如果没有达到上述装车次数,则重复上述步骤S1~S3
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