一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法技术

本发明专利技术提供一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，属于煤炭采样技术领域，包括车载图像识别单元、智能控制单元和触摸屏单元，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，由智能控制单元进行处理以得到采样坐标的采样长度位置、采样高度位置和采样深度位置；对采样坐标进行布局校准。通过智能控制单元智能生成采样布局方案，使采样坐标在长度、高度以及深度等多维度随机布点，并对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，使得准确对煤堆的不同层次、位置进行取样，保证取样样品具有代表性。保证取样样品具有代表性。保证取样样品具有代表性。

【技术实现步骤摘要】
一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法


[0001]本专利技术属于煤炭采样
，具体为一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法。

技术介绍

[0002]成堆大宗固体矿物，尤其是成堆的煤炭，在商品买卖中需要对样品的品质进行化验，大宗矿物采样一般会依据一定的国家标准或行业标准。以煤堆为例，长条形煤堆，横截面是三角形或梯形；或者是圆锥型煤堆。煤堆长度几十米到几百米不等。圆锥形煤堆个数在十几个到几十个不等。需要在煤堆的侧面(一个侧面或者2个侧面)进行采样。需要在一定的高度范围内进行采样。需要在煤堆表面一定深度处，进行采样。上述需要在长度方向、高度方向、深度方向实现随机布点采样。
[0003]由于大宗固体矿物尤其是煤炭的品质不均匀，可能存在品质分层现象，或者不同品质分堆的现象。目前采样车多为人工控制停车位置，人工选择采样点，导致采样的人工干预大，存在舞弊的可能性，不能完全满足相关标准的方案要求，缺少一种自动生成采样方案，实时校准采样布局的方法。因此我们提出一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，来解决上述中遇到的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，以解决上述
技术介绍
中提出采样车多为人工控制停车位置，人工选择采样点，导致采样的人工干预大，存在舞弊的可能性，不能完全满足相关标准的方案要求，缺少一种自动生成采样方案，实时校准采样布局的方法的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：采样车以一定速度沿煤堆的周围行驶，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，并发送到智能控制单元；煤堆特征包括煤堆整体图像、煤堆中不同位置的点距离采样车基准点的距离，并得到煤堆长度X和煤堆宽度Z的数据，据此可以形成煤堆的点阵图X∈(Xmin，Xmax)，Z∈(Zmin，Zmax)；
[0007]步骤二：智能控制单元对煤堆特征进行识别，通过对煤堆长度进行长度分析，以得到煤堆的总长L；在煤堆长度方向的总长范围内利用随机算法计算得到采样长度位置Xn；对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，设定采样距离的最小间隔大于q*L/Xn，最大间隔小于p*L/Xn，以得到相邻的采样长度位置Xn之间的间隔范围；其中，q为小于0.8的一个系数或随机数，p为大于1.2的一个系数或随机数；
[0008]对煤堆长度进行长度分析，具体为：在记录煤堆长度时，若记录煤堆长度时未发生中断，则将煤堆长度的初始位置Xmin与终止位置Xmax进行差值计算得到煤堆长度的总长L，若煤堆发生中断，则标记煤堆的中断开始位置M
中断
以及与下一截煤堆的连接位置M
连
，将煤堆
的中断开始位置以及与下一截煤堆的连接位置进行差值计算，带入公式M
中断
‑
M
连
得到缺失长度M
缺
，将缺失长度与预设可缺长度M
预
进行比对；若M
缺
＜M
预
，则计入煤堆长度的总长，若M
缺
＞M
预
，则该煤堆缺失长度不计入煤堆长度的总长；
[0009]步骤三：智能控制单元获取采样长度位置处对应的煤堆实际高度Y
实高
，设定采样器工作的最低采样高度C
低采
、最高采样高度C
高采
，将其与煤堆实际高度进行比对，在|Y
实高
‑
C
低采
|与|Y
实高
‑
C
高采
|之中选择范围较小的数值，在该数值内利用随机算法布置采样高度位置Y
采
；将采样长度位置与采样高度位置交点(Xn,Y
采
)的宽度方向延伸线在煤堆表面形态的相交点标记为煤堆表面的采样点(Xn,Y
采
，Zn)，将采样点的采样高度位置与地面之间的距离标记为深度范围(Y
采
,Y
地面
]，向煤堆内部深度方向在深度范围内利用随机算法计算得到采样深度位置Yn；
[0010]步骤四：通过上述步骤依据采样长度位置Xn、采样高度位置Y
采
和采样深度位置Yn确认了采样坐标(Xn，Yn，Zn)；统计所有的采样坐标在煤堆整体图像中进行标记，并发送到触摸屏单元上进行图像展示；
[0011]步骤五：获取采样坐标的平面坐标(Xn，Zn)与采样器工作时采样的最大采样距离Imax，利用预设公式得到采样坐标的最大可采范围(x
‑
Xn)2+(y
‑
Zn)2＝Imax2；将采样坐标的最大可采范围与采样车的长度U之间进行配合得到采样车最大可停范围(x
‑
Xn)2+(y
‑
Zn)2＝(Imax+U)2；将煤堆的点阵图与采样车可停范围之间重叠范围标记为不可停范围；将采样车最大可停范围与不可停范围进行求差得到预先停车位置；获取采样车的实际停车位置，将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行较比，若采样车的实际停车位置在预先停车位置内，则无需进行修正，若采样车的实际停车位置不在预先停车位置内，则进行修正处理；
[0012]步骤六：对采样坐标进行布局校准，具体如下述步骤：
[0013]S1:在采样车到达预先停车位置后，进行二次探测，具体为：
[0014]图像识别单元包括有车载雷达，用于二次测绘采样坐标附近煤堆表面形态以及点阵图(或采样坐标附近一定范围内煤堆表面距离采样车基准点的距离)；据此计算采样器工作时距离采样坐标的距离，将该距离与预设距离进行比对；若该距离大于预设距离，则该采样坐标超出采样器工作范围，放弃对该采样坐标的采样；若该距离小于预设距离，则采样器对该采样坐标进行采样；将已完成采样的采样坐标覆盖的煤堆长度标记为已采样区域，将煤堆的点阵图与已采样区域进行求差得到未采样区域；
[0015]S2:获取舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标，对一定范围内的采样坐标进行采样条件判断处理；将不符合要求的采样坐标舍弃；将所有符合要求的采样坐标在煤堆整体图像上进行标记，并发送到触摸屏单元进行图像显示；统计该范围内所有符合要求的采样坐标，若存在一个或一个以上符合要求的采样坐标，则随机选择该范围内符合要求的采样坐标进行采样，并记录为实际采样位置；若无符合要求的采样坐标，则会在未采样区域上重新利用随机算法计算所有缺失的采样坐标；按照重新布置生成的采样坐标，继续进行采样。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述采样车上设置有触摸屏单元，所述触摸屏单元用于对采样车与煤堆之间的相对位置、采样坐标在煤堆中的分布以及对应的预先停车位置进行实时显示，并接收对应的信令进行提示。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述触摸屏单元上还包括有数据输入模块，可
用于手动输入采样对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采样车以一定速度沿煤堆的周围行驶，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，并发送到智能控制单元；煤堆特征包括煤堆整体图像、煤堆中不同位置的点距离采样车基准点的距离，并得到煤堆长度和煤堆宽度的数据，据此可以形成煤堆的点阵图；步骤二：智能控制单元对煤堆特征进行识别，通过对煤堆长度进行长度分析，以得到煤堆的总长；在煤堆长度方向的总长范围内利用随机算法计算得到采样长度位置；对采样长度位置的间隔范围进行条件限制；步骤三：智能控制单元获取采样长度位置处对应的煤堆实际高度，设定采样器工作的最低采样高度、最高采样高度，将其与煤堆实际高度进行比对，选择范围较小的数值，在该数值内利用随机算法布置采样高度位置；将采样长度位置与采样高度位置交点的宽度方向延伸线在煤堆表面形态的相交点标记为煤堆表面的采样点，将采样点的采样高度位置与地面之间的距离标记为深度范围，向煤堆内部深度方向在深度范围内利用随机算法计算得到采样深度位置；步骤四：通过上述步骤依据采样长度位置、采样高度位置和采样深度位置确认了采样坐标；统计所有的采样坐标在煤堆整体图像中进行标记，并发送到触摸屏单元上进行图像展示；步骤五：获取采样坐标的平面坐标与采样器工作时采样的最大采样距离，利用预设公式得到采样坐标的最大可采范围；将采样坐标的最大可采范围与采样车的长度之间进行配合得到采样车最大可停范围；将煤堆的点阵图与采样车可停范围之间重叠范围标记为不可停范围；将采样车最大可停范围与不可停范围进行求差得到预先停车位置；获取采样车的实际停车位置，将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行较比，若采样车的实际停车位置在预先停车位置内，则无需进行修正，若采样车的实际停车位置不在预先停车位置内，则进行修正处理；步骤六：对采样坐标进行布局校准，具体如下述步骤：S1:在采样车到达预先停车位置后，进行二次探测，具体为：图像识别单元包括有车载雷达，用于二次测绘采样坐标附近煤堆表面形态以及点阵图，或采样坐标附近一定范围内煤堆表面距离采样车基准点的距离；据此计算采样器工作时距离采样坐标的距离，将该距离与预设距离进行比对；若该距离大于预设距离，则该采样坐标超出采样器工作范围，放弃对该采样坐标的采样；若该距离小于预设距离，则采样器对该采样坐标进行采样；将已完成采样的采样坐标覆盖的煤堆长度标记为已采样区域，将煤堆的点阵图与已采样区域进行求差得到未采样区域；S2:获取舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标，对一定范围内的所有采样坐标进行采样条件判断处理；将不符合要求的采样坐标舍弃；将所有符合要求的采样坐标在煤堆整体图像上进行标记，并发送到触摸屏单元进行图像显示；统计该范围内所有符合要求的采样坐标，若存在一个或一个以上符合要求的采样坐标，则随机选择该范围内符合要求的采样坐标进行采样，并记录为实际采样位置；若无符合要求的采样坐标，则会在未采样区域上重新利用随机算法计算所有缺失的采样坐标；按照重新布置生成的采样坐标，继续进行采样。2.根据权利要求1所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征
在于，所述采样车上设置有触摸屏单元，所述触摸屏单元用于对采样车与煤堆之间的相对位置、采样坐标在煤堆中的分布以及对应的预先停车位置进行实时显示，并接收对应的信令进行提示。3.根据权利要求2所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗陨飞，姜英，邵徇，
申请(专利权)人：英飞智信北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：