料位检测与控制方法、料位检测与控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种料位检测与控制方法、料位检测与控制系统。其中，料位控制方法包括：接收图像传感器所获取的表征料斗中泵料多少的图像信息；根据所述表征料斗中泵料多少的图像信息，识别料斗中泵料多少的变化趋势；基于所述泵料多少的变化趋势发出控制信号，改变搅拌车卸料速度和/或泵料输送设备的泵料速度。本发明专利技术无需人工监控，极大的降低了劳动强度和人力成本；控制过程简单，容易实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械领域，特别涉及一种料位检测与控制方法、料位检测与控制系统。
技术介绍
混凝土泵送设备(指泵车、托泵、车载泵，后文简称泵送设备)与混凝土搅拌车(后文简称搅拌车)联合作业时，当泵送设备泵料速度较慢，而搅拌车卸料速度过快时，会导致泵送设备料斗内的混凝土溢出，产生浪费，当泵送设备泵料速度较快，而卸料速度较慢时，则会导致料斗无料可泵，产生吸空现象，降低作业效率。因此，现场作业时，需要对泵送设备的泵料状态及搅拌车的卸料状态进行实时监控及有效控制，以防止泵料速度与卸料速度不匹配时所产生的混凝土溢出或吸空现象。当前对泵料与卸料的监控主要靠人工完成，人工监控全凭操作员的人眼观察及操作员的经验，劳动成本及劳动强度较大，且观察误差不易把控。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种料位检测与控制方法、料位检测与控制系统，以解决料位控制过程中，由人工监控所导致的泵料与卸料劳动强度大，控制精度低的问题。第一方面，本专利技术公开了一种料位检测与控制方法，用于控制泵料输送设备料斗中的料位，所述料斗设置有过滤筛网，包括如下步骤图像数据接收步骤，接收图像传感器所获取的表征料斗中泵料多少的图像信息；图像数据处理步骤，根据所述表征料斗中泵料多少的图像信息，识别料斗中泵料多少的变化趋势；以及，驱动步骤，基于所述泵料多少的变化趋势发出控制信号，改变搅拌车卸料速度和/或泵料输送设备的泵料速度。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述泵料多少的变化趋势表现为泵料覆盖过所述过滤筛网面积大小的变化趋势。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤还包括，计算被泵料所覆盖的过滤筛网的面积相对于给定参照物的面积之比；所述驱动步骤进一步为，基于所述过滤筛网面积大小的变化趋势和所述面积之比，发出控制信号，改变搅拌车卸料速度和/或泵料输送设备的泵料速度。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述给定参照物为所述过滤筛网的面积。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据接收步骤中，所述表征料斗中泵料多少的图像信息为所述料斗的俯视图像信息；并且，所述料斗的俯视图像信息包括表示所述料斗中筛网面积的第一图像数据，以及表示所述料斗中被泵料所覆盖的过滤筛网面积的第二图像数据。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤进一步为，计算所述第二图像数据所表示的筛网面积与所述第一图像数据所表示的筛网总面积之比；以及，所述驱动步骤进一步为，比较获取的所述面积之比与预置的面积之比的阈值，并在所述面积之比大于所述面积之比的阈值时，发出所述控制信号，驱动所述搅拌车的执行机构降低卸料速度，或所述泵料输送设备的执行机构加快泵料速度。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤进一步包括，计算所述第二图像数据所表示的筛网面积与所述第一图像数据所表示的筛网总面积之比；以及，所述 驱动步骤进一步为，判断获取的所述面积之比是否在预置的面积之比的阈值区间内，若不在，则发出所述控制信号，驱动所述搅拌车的执行机构停止卸料/或降低卸料速度，或驱动所述泵料输送设备的执行机构加快泵料速度。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据接收步骤中，所述表征料位多少的图像信息包括第一时刻h获取的第二图像数据和第二时刻t2获取的第二图像数据；所述图像数据处理步骤进一步为，计算^(SfSD/a^ti);其中，V表示面积的变化速率，S2表示所述第二时刻t2获取的第二图像数据所表示的筛网面积，S1表示所述第一时刻 获取的第二图像数据所表示的筛网面积；以及，所述驱动步骤进一步为，判断V的正负若V为正数，则被泵料所覆盖的过滤筛网面积成扩大趋势，则驱动所述搅拌车的执行机构降低卸料速度，或所述泵料输送设备的执行机构加快泵料速度；若V为负数，则被泵料所覆盖的过滤筛网面积成缩小趋势，则驱动所述搅拌车的执行机构提高卸料速度，或驱动所述泵料输送设备的执行机构降低泵料速度；并且，依据V的绝对值大小调节执行机构的卸料或泵料速度的变化幅度。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述过滤筛网呈矩形，所述过滤筛网的筛网本体由多条成平行或垂直关系的直线滤条组成；所述图像数据处理步骤中，所述过滤筛网总面积，以及被泵料所覆盖的过滤筛网的面积根据所述过滤筛网的形状以及所述筛网本体的组成特性进行目标搜寻获取。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤中，所述过滤筛网的总面积依据如下步骤确定对所述表征料斗中料位高低的图像信息进行预处理；对预处理获取的图像信息进行二值化处理；在二值化处理后的图像信息中，寻找平行或垂直的直线；依据所寻找到的所述平行或垂直的直线，确定筛网区域；在所述筛网区域中，寻找各个区域内平行或垂直直线的端点；根据所述端点，确定筛网本体的边框位置；根据所述筛网本体的边框位置，计算所述过滤筛网的总面积。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤中，所述被泵料所覆盖的过滤筛网的面积依据如下步骤确定对所述表征料斗中料位多少的图像信息进行预处理；对预处理获取的图像信息进行二值化处理；在二值化处理后的图像信息中，寻找覆盖所述过滤筛网的泵料与筛网本体各个滤条交汇点；确定被泵料所覆盖的过滤筛网的边界；依据所述边界，计算所述被泵料所覆盖的过滤筛网的面积。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据处理步骤中，所述被泵料所覆盖的过滤筛网的面积依据如下步骤确定对所述预处理获取的图像信息进行图形灰度化处理；将预先保存的没有被泵料所覆盖的过滤筛网的灰度图像进行差分运算，获得仅剩下被泵料所覆盖的过滤筛网的灰度图像；对仅剩下被泵料所覆盖的过滤筛网的灰度图像进行二值化；依据二值化的结果计算被泵料所覆盖的过滤筛网的面积。进一步地，上述料位检测与控制方法中，所述图像数据接收步骤中，所述图像传感器为摄像头，所述摄像头依据如下步骤获取图像信息所述摄像头进行自动角度调整，寻找所述料斗及所述过滤筛网；若找到所述料斗及所述过滤筛网，则固定所述摄像头的角度；判断成像是否清晰，若清晰，则采集该图像数据，若不清晰，则进行摄像头的焦距调整，直至成像清晰。本专利技术料位控制方法中，通过图像传感器获取表征料斗中料位高低(料位多少)的图像信息，通过不同时刻图像信息，识别料斗中泵料多少的变化趋势，进而，根据面积之比发出控制信号，改变搅拌车和/或泵料输送设备的卸料或泵料速度。相对现有技术而言，本专利技术无需人工监控，极大的降低了劳动强度和人力成本；算法简单，容易实现。第二方面，本专利技术还提供了一种料位检测与控制系统，用于控制泵料输送设备料斗中的料位，包括图像传感器，用于获取表征料斗中料位多少的图像信息；料位控制器，与所述图像传感器相连接，用于接收图像传感器所获取的表征料斗中料位多少的图像信息，并根据所述表征料位多少的图像信息计算I)被泵料所覆盖的过滤筛网的面积相对所述过滤筛网总面积的面积之比；和/或，2)所述被泵料所覆盖的过滤筛网的面积的变化趋势；以及，基于所述面积之比或所述面积的变化趋势，发出控制信号；并且，所述料位检测与控制系统还包括搅拌车执行单元及泵料输送设备执行单元该搅拌车执行单元及泵料输送设备执行单元分别与所述料位控制器的控制信号输出端相连接，用于依据所述控制信号，改变搅拌车和/或泵料输送设备的卸料或泵料速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种料位检测与控制方法，用于控制泵料输送设备料斗中的料位，所述料斗设置有过滤筛网，其特征在于，包括如下步骤：图像数据接收步骤，接收图像传感器所获取的表征料斗中泵料多少的图像信息；图像数据处理步骤，根据所述表征料斗中泵料多少的图像信息，识别料斗中泵料多少的变化趋势；以及驱动步骤，基于所述泵料多少的变化趋势发出控制信号，改变搅拌车卸料速度和/或泵料输送设备的泵料速度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊，李智勇，刘洁，
申请(专利权)人：三一重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：