用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法，其中无人机载激光扫描系统包括无人机，以及安装于所述无人机载荷位置上的激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块和体积差解算模块；本发明专利技术的优点在于，可精确测量煤炭吞吐量，同时在测量过程中具有成本低廉、操作便捷的特点。

Unmanned Airborne Laser Scanning System for Coal Throughput and Its Measurement Method

The invention discloses an UAV-based laser scanning system for coal throughput and its measurement method, in which the UAV-based laser scanning system includes an UAV and a laser plane scanning module, an inertial measurement module, a point cloud data integration module, a data integrity flight control module and a volume difference calculation module mounted on the UAV load position. The utility model can accurately measure coal throughput, and has the characteristics of low cost and convenient operation in the measurement process.

【技术实现步骤摘要】
用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法
本专利技术涉及一种激光扫描测量方法，尤其是涉及一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法。
技术介绍
煤炭生产企业在日常生产工作中需涉及大量散装煤炭原料，并需设置固定场地对其进行存放。随着日常生产中的煤炭原料不断的存入和取出，原料堆难以得到及时的清理以及清点，故而使得清堆周期达到一年甚至更长，进而使得煤炭原料的体积难以得到准确的记录。在存入和取出过程中，其对煤炭原料大量使用了皮带秤进行计量，而皮带秤计量误差较大，难以准确记录原料的存取情况。上述原因导致了按照存入重量和取出重量统计而来的库存量和实际库量存偏差较大，而库存偏差较大给生产带来诸多不利影响，例如库存误差较大，会错误的指导采购品种和采购数量，造成企业资金浪费；或在清堆盘库的时库存盈亏较大，盈亏分摊到当月的成本中，对真实成本影响较大，不利于成本分析。为了解决上述问题，目前市场中的生产企业多采用激光或远红外测距等方法进行煤炭料堆体积计算，采用上述方法，其所需的外置设备多且复杂，在成本控制上并无优势；同时测量过程较为繁琐，并且测量结果误差较大，甚至出现明显的错误，故而难以有效的测量散料货堆的体积。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法，其可精确测量煤炭吞吐量，同时在测量过程中具有成本低廉、操作便捷的特点。本专利技术的技术方案是：一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统，包括安装于无人机载荷位置上的激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块和体积差解算模块。一种如上所述的用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统的测量方法，该测量方法包括如下步骤：步骤1)将激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块、体积差解算模块安装于无人机的载荷位置，然后通过激光平面扫描模块在垂直于无人机飞行方向的平面内扫描煤炭堆放区域并得到激光扫描数据；步骤2)采用惯性测量模块矫正步骤1)中所得到的激光扫描数据，并依据扫描点的高度和距离记录每一个扫描点的点云数据；步骤3)采用点云数据整合模块删除冗余的同一个扫描点的点云数据，使得一个扫描点仅对应一个点云数据；步骤4)根据预先设定的标准扫描点数量、位置与当前测量的扫描点数量、位置进行对比，采用数据完整性飞控模块锁定扫描盲区的位置，并控制无人机在盲区进行二次扫描，直至获得预先设定的标准扫描点数量，控制无人机结束任务返回；步骤5)最后采用体积差解算模块根据煤炭堆放区域的当前立体数据与初始立体数据的差异，解算出煤炭的吞吐量。本专利技术的优点是：1.本专利技术用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统及其测量方法，其可精确测量煤炭吞吐量，同时在测量过程中具有成本低廉、操作便捷的特点。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统示意图。具体实施方式实施例：参照图1所示，一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统，包括无人机，以及安装于无人机载荷位置上的激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块和体积差解算模块。如上所述用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统的测量方法，包括如下步骤：步骤1)将激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块、体积差解算模块安装于无人机的载荷位置，然后通过激光平面扫描模块在垂直于无人机飞行方向的平面内扫描煤炭堆放区域并得到激光扫描数据；步骤2)采用惯性测量模块矫正步骤1)中所得到的激光扫描数据，并依据扫描点的高度和距离记录每一个扫描点的点云数据；步骤3)采用点云数据整合模块删除冗余的同一个扫描点的点云数据，使得一个扫描点仅对应一个点云数据；步骤4)根据预先设定的标准扫描点数量、位置与当前测量的扫描点数量、位置进行对比，采用数据完整性飞控模块锁定扫描盲区的位置，并控制无人机在盲区进行二次扫描，直至获得预先设定的标准扫描点数量，控制无人机结束任务返回；步骤5)最后采用体积差解算模块根据煤炭堆放区域的当前立体数据与初始立体数据的差异，解算出煤炭的吞吐量。上述实施例仅例示性说明本专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
中具有通常知识者在未脱离本专利技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统，其特征在于，包括无人机，以及安装于所述无人机载荷位置上的激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块和体积差解算模块。

【技术特征摘要】
1.一种用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统，其特征在于，包括无人机，以及安装于所述无人机载荷位置上的激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块和体积差解算模块。2.一种如权利要求1所述用于煤炭吞吐量的无人机载激光扫描系统的测量方法，其特征在于，该测量方法包括如下步骤：步骤1)将激光平面扫描模块、惯性测量模块、点云数据整合模块、数据完整性飞控模块、体积差解算模块安装于无人机的载荷位置，然后通过激光平面扫描模块在垂直于无人机飞行方向的平面内扫描煤炭堆放区域并得到激光扫描数据；步骤2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张继春，杨星，袁清，朱东涛，陈诚，
申请(专利权)人：苏州瑞耀三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32