智能化挖土次数估测平台制造技术

本发明专利技术涉及一种智能化挖土次数估测平台，包括：挖土设备，包括挖土铲斗、液压控制机构、随动车轮和驱动车轮，所述液压控制机构与所述挖土铲斗连接；嵌入式采集设备，位于所述挖土铲斗上，用于在所述挖土铲斗平置于地面上时，对前方待挖掘土堆进行图像采集，以获得挖土场景图像；实时显示设备，位于挖土设备的驾驶室内，用于接收并显示剩余挖土次数；自适应滤波设备，用于对接收到的挖土场景图像执行自适应递归滤波处理，以获得相应的实时滤波图像。本发明专利技术的智能化挖土次数估测平台操作智能、控制简单。由于能够采用非接触式模式有效鉴别出土堆剩余体积进而计算出剩余挖土次数，从而为挖土现场的单位和工作人员提供有价值的参考数据。

Intelligent platform for estimating excavation times

【技术实现步骤摘要】
智能化挖土次数估测平台
本专利技术涉及挖土设备领域，尤其涉及一种智能化挖土次数估测平台。
技术介绍
挖掘机是手动的，从专利技术到2013年已经有一百三十多年了，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。第一台液压挖掘机由法国波克兰工厂专利技术成功。由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲地悬挂式挖掘机。1951年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的Poclain(波克兰)工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83％，已接近100％。
技术实现思路
为了解决相关领域的技术问题，本专利技术提供了一种智能化挖土次数估测平台，能够引入有效的信息识别和信息处理机制，对挖土机前方土堆挖完需要执行的挖土次数进行有效判断，从而为驾驶员的挖土操作提供参考数据。本专利技术至少需要具备以下三处关键的专利技术点：(1)采用针对性的估测机制，对挖土机前方的土堆整体体积进行估测，以方便执行后续的挖土参数的计算和处理；(2)将土堆整体体积除以挖土铲斗的容积以获得剩余挖土次数，并对所述剩余挖土次数进行实时显示以实现对驾驶室内的驾驶人员的有效提醒；(3)在针对性的估测机制中，基于土堆成像特征从现场图像中分割出各个土堆目标，并基于每一个土堆目标占据的图案的尺寸、每一个土堆目标的成像景深以及图像采集设备的图像采集参数计算每一个土堆目标的平面面积，还基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积。根据本专利技术的一方面，提供了一种智能化挖土次数估测平台，所述平台包括：挖土设备，包括挖土铲斗、液压控制机构、随动车轮和驱动车轮，所述液压控制机构与所述挖土铲斗连接；嵌入式采集设备，位于所述挖土铲斗上，用于在所述挖土铲斗平置于地面上时，对前方待挖掘土堆进行图像采集，以获得挖土场景图像；实时显示设备，位于挖土设备的驾驶室内，用于接收并显示剩余挖土次数；自适应滤波设备，位于挖土设备的驾驶室内，与所述嵌入式采集设备连接，用于对接收到的挖土场景图像执行自适应递归滤波处理，以获得相应的实时滤波图像；土堆分割设备，与所述自适应滤波设备连接，用于接收所述实时滤波图像，基于土堆成像特征从所述实时滤波图像中分割出各个土堆目标，并基于每一个土堆目标占据的图案的尺寸、每一个土堆目标的成像景深以及所述嵌入式采集设备的图像采集参数计算每一个土堆目标的平面面积；体积估测设备，与所述土堆分割设备连接，用于基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积；信号映射设备，与所述体积估测设备连接，用于将各个土堆目标的立体体积相加，以获得土堆整体体积，并将所述土堆整体体积除以所述挖土铲斗的容积以获得剩余挖土次数；其中，基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积包括：将基于每一个土堆目标的平面面积乘以预设转换系数以获得每一个土堆目标的立体体积。本专利技术的智能化挖土次数估测平台操作智能、控制简单。由于能够采用非接触式模式有效鉴别出土堆剩余体积进而计算出剩余挖土次数，从而为挖土现场的单位和工作人员提供有价值的参考数据。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术实施方案示出的智能化挖土次数估测平台的挖土场景示意图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的智能化挖土次数估测平台的实施方案进行详细说明。智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策的控制方式，是控制理论发展的高级阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题。智能控制研究对象的主要特点是具有不确定性的数学模型、高度的非线性和复杂的任务要求。智能控制的思想出现于20世纪60年代。当时，学习控制的研究十分活跃，并获得较好的应用。如自学习和自适应方法被开发出来，用于解决控制系统的随机特性问题和模型未知问题；1965年美国普渡大学傅京孙教授首先把AI的启发式推理规则用于学习控制系统；1966年美国门德尔首先主张将AI用于飞船控制系统的设计。当前，在挖土机对前方土堆执行挖土操作时，由于土堆体积较大，实施体积测量耗费过多的人力和物力，因而很难获得前方土堆的剩余体积，也无法基于挖土机的铲斗的容积和前方土堆的剩余体积去计算将前方土堆的剩余体积挖完需要耗费多少次挖土操作。为了克服上述不足，本专利技术搭建了一种智能化挖土次数估测平台，能够有效解决相应的技术问题。图1为根据本专利技术实施方案示出的智能化挖土次数估测平台的挖土场景示意图。根据本专利技术实施方案示出的智能化挖土次数估测平台包括：挖土设备，包括挖土铲斗、液压控制机构、随动车轮和驱动车轮，所述液压控制机构与所述挖土铲斗连接；嵌入式采集设备，位于所述挖土铲斗上，用于在所述挖土铲斗平置于地面上时，对前方待挖掘土堆进行图像采集，以获得挖土场景图像；实时显示设备，位于挖土设备的驾驶室内，用于接收并显示剩余挖土次数；自适应滤波设备，位于挖土设备的驾驶室内，与所述嵌入式采集设备连接，用于对接收到的挖土场景图像执行自适应递归滤波处理，以获得相应的实时滤波图像；土堆分割设备，与所述自适应滤波设备连接，用于接收所述实时滤波图像，基于土堆成像特征从所述实时滤波图像中分割出各个土堆目标，并基于每一个土堆目标占据的图案的尺寸、每一个土堆目标的成像景深以及所述嵌入式采集设备的图像采集参数计算每一个土堆目标的平面面积；体积估测设备，与所述土堆分割设备连接，用于基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积；信号映射设备，与所述体积估测设备连接，用于将各个土堆目标的立体体积相加，以获得土堆整体体积，并将所述土堆整体体积除以所述挖土铲斗的容积以获得剩余挖土次数；其中，基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积包括：将基于每一个土堆目标的平面面积乘以预设转换系数以获得每一个土堆目标的立体体积。接着，继续对本专利技术的智能化挖土次数估测平台的具体结构进行进一步的说明。所述智能化挖土次数估测平台中还可以包括：有线通信接口，与所述土堆分割设备连接，用于将所述土堆分割设备的输出数据通过有线通信链路发出。所述智能化挖土次数估测平台中：所述有线通信接口为ADSL通信接口、PTSN通信接口、电力线通信接口或光纤通信接口中的一种。所述智能化挖土次数估测平台中还可以包括：温度调控设备，设置在所述体积估测设备内部，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化挖土次数估测平台，其特征在于，所述平台包括：/n挖土设备，包括挖土铲斗、液压控制机构、随动车轮和驱动车轮，所述液压控制机构与所述挖土铲斗连接；/n嵌入式采集设备，位于所述挖土铲斗上，用于在所述挖土铲斗平置于地面上时，对前方待挖掘土堆进行图像采集，以获得挖土场景图像；/n实时显示设备，位于挖土设备的驾驶室内，用于接收并显示剩余挖土次数；/n自适应滤波设备，位于挖土设备的驾驶室内，与所述嵌入式采集设备连接，用于对接收到的挖土场景图像执行自适应递归滤波处理，以获得相应的实时滤波图像；/n土堆分割设备，与所述自适应滤波设备连接，用于接收所述实时滤波图像，基于土堆成像特征从所述实时滤波图像中分割出各个土堆目标，并基于每一个土堆目标占据的图案的尺寸、每一个土堆目标的成像景深以及所述嵌入式采集设备的图像采集参数计算每一个土堆目标的平面面积；/n体积估测设备，与所述土堆分割设备连接，用于基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积；/n信号映射设备，与所述体积估测设备连接，用于将各个土堆目标的立体体积相加，以获得土堆整体体积，并将所述土堆整体体积除以所述挖土铲斗的容积以获得剩余挖土次数；/n其中，基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积包括：将基于每一个土堆目标的平面面积乘以预设转换系数以获得每一个土堆目标的立体体积。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能化挖土次数估测平台，其特征在于，所述平台包括：
挖土设备，包括挖土铲斗、液压控制机构、随动车轮和驱动车轮，所述液压控制机构与所述挖土铲斗连接；
嵌入式采集设备，位于所述挖土铲斗上，用于在所述挖土铲斗平置于地面上时，对前方待挖掘土堆进行图像采集，以获得挖土场景图像；
实时显示设备，位于挖土设备的驾驶室内，用于接收并显示剩余挖土次数；
自适应滤波设备，位于挖土设备的驾驶室内，与所述嵌入式采集设备连接，用于对接收到的挖土场景图像执行自适应递归滤波处理，以获得相应的实时滤波图像；
土堆分割设备，与所述自适应滤波设备连接，用于接收所述实时滤波图像，基于土堆成像特征从所述实时滤波图像中分割出各个土堆目标，并基于每一个土堆目标占据的图案的尺寸、每一个土堆目标的成像景深以及所述嵌入式采集设备的图像采集参数计算每一个土堆目标的平面面积；
体积估测设备，与所述土堆分割设备连接，用于基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积；
信号映射设备，与所述体积估测设备连接，用于将各个土堆目标的立体体积相加，以获得土堆整体体积，并将所述土堆整体体积除以所述挖土铲斗的容积以获得剩余挖土次数；
其中，基于每一个土堆目标的平面面积估算每一个土堆目标的立体体积包括：将基于每一个土堆目标的平面面积乘以预设转换系数以获得每一个土堆目标的立体体积。


2.如权利要求1所述的智能化挖土次数...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱来清，
申请(专利权)人：朱来清，
类型：发明
国别省市：江苏;32