料位檢測與控制方法、料位檢測與控制系統技術方案

本發明專利技術公開了一種料位檢測與控制方法、料位檢測與控制系統。其中，料位控制方法包括：接收圖像傳感器所獲取的表征料斗中泵料多少的圖像信息；根據所述表征料斗中泵料多少的圖像信息，識別料斗中泵料多少的變化趨勢；基于所述泵料多少的變化趨勢發出控制信號，改變攪拌車卸料速度和/或泵料輸送設備的泵料速度。本發明專利技術無需人工監控，極大的降低了勞動強度和人力成本；控制過程簡單，容易實現。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及工程機械領域，特別涉及一種料位檢測與控制方法、料位檢測與控制系統。
技術介紹
混凝土泵送設備(指泵車、托泵、車載泵，后文簡稱泵送設備)與混凝土攪拌車(后文簡稱攪拌車)聯合作業時，當泵送設備泵料速度較慢，而攪拌車卸料速度過快時，會導致泵送設備料斗內的混凝土溢出，產生浪費，當泵送設備泵料速度較快，而卸料速度較慢時，則會導致料斗無料可泵，產生吸空現象，降低作業效率。因此，現場作業時，需要對泵送設備的泵料狀態及攪拌車的卸料狀態進行實時監控及有效控制，以防止泵料速度與卸料速度不匹配時所產生的混凝土溢出或吸空現象。當前對泵料與卸料的監控主要靠人工完成，人工監控全憑操作員的人眼觀察及操作員的經驗，勞動成本及勞動強度較大，且觀察誤差不易把控。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種料位檢測與控制方法、料位檢測與控制系統，以解決料位控制過程中，由人工監控所導致的泵料與卸料勞動強度大，控制精度低的問題。第一方面，本專利技術公開了一種料位檢測與控制方法，用于控制泵料輸送設備料斗中的料位，所述料斗設置有過濾篩網，包括如下步驟圖像數據接收步驟，接收圖像傳感器所獲取的表征料斗中泵料多少的圖像信息；圖像數據處理步驟，根據所述表征料斗中泵料多少的圖像信息，識別料斗中泵料多少的變化趨勢；以及，驅動步驟，基于所述泵料多少的變化趨勢發出控制信號，改變攪拌車卸料速度和/或泵料輸送設備的泵料速度。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述泵料多少的變化趨勢表現為泵料覆蓋過所述過濾篩網面積大小的變化趨勢。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟還包括，計算被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積相對于給定參照物的面積之比；所述驅動步驟進一步為，基于所述過濾篩網面積大小的變化趨勢和所述面積之比，發出控制信號，改變攪拌車卸料速度和/或泵料輸送設備的泵料速度。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述給定參照物為所述過濾篩網的面積。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據接收步驟中，所述表征料斗中泵料多少的圖像信息為所述料斗的俯視圖像信息；并且，所述料斗的俯視圖像信息包括表示所述料斗中篩網面積的第一圖像數據，以及表示所述料斗中被泵料所覆蓋的過濾篩網面積的第二圖像數據。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟進一步為，計算所述第二圖像數據所表示的篩網面積與所述第一圖像數據所表示的篩網總面積之比；以及，所述驅動步驟進一步為，比較獲取的所述面積之比與預置的面積之比的閾值，并在所述面積之比大于所述面積之比的閾值時，發出所述控制信號，驅動所述攪拌車的執行機構降低卸料速度，或所述泵料輸送設備的執行機構加快泵料速度。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟進一步包括，計算所述第二圖像數據所表示的篩網面積與所述第一圖像數據所表示的篩網總面積之比；以及，所述 驅動步驟進一步為，判斷獲取的所述面積之比是否在預置的面積之比的閾值區間內，若不在，則發出所述控制信號，驅動所述攪拌車的執行機構停止卸料/或降低卸料速度，或驅動所述泵料輸送設備的執行機構加快泵料速度。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據接收步驟中，所述表征料位多少的圖像信息包括第一時刻h獲取的第二圖像數據和第二時刻t2獲取的第二圖像數據；所述圖像數據處理步驟進一步為，計算^(SfSD/a^ti);其中，V表示面積的變化速率，S2表示所述第二時刻t2獲取的第二圖像數據所表示的篩網面積，S1表示所述第一時刻 獲取的第二圖像數據所表示的篩網面積；以及，所述驅動步驟進一步為，判斷V的正負若V為正數，則被泵料所覆蓋的過濾篩網面積成擴大趨勢，則驅動所述攪拌車的執行機構降低卸料速度，或所述泵料輸送設備的執行機構加快泵料速度；若V為負數，則被泵料所覆蓋的過濾篩網面積成縮小趨勢，則驅動所述攪拌車的執行機構提高卸料速度，或驅動所述泵料輸送設備的執行機構降低泵料速度；并且，依據V的絕對值大小調節執行機構的卸料或泵料速度的變化幅度。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述過濾篩網呈矩形，所述過濾篩網的篩網本體由多條成平行或垂直關系的直線濾條組成；所述圖像數據處理步驟中，所述過濾篩網總面積，以及被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積根據所述過濾篩網的形狀以及所述篩網本體的組成特性進行目標搜尋獲取。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟中，所述過濾篩網的總面積依據如下步驟確定對所述表征料斗中料位高低的圖像信息進行預處理；對預處理獲取的圖像信息進行二值化處理；在二值化處理后的圖像信息中，尋找平行或垂直的直線；依據所尋找到的所述平行或垂直的直線，確定篩網區域；在所述篩網區域中，尋找各個區域內平行或垂直直線的端點；根據所述端點，確定篩網本體的邊框位置；根據所述篩網本體的邊框位置，計算所述過濾篩網的總面積。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟中，所述被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積依據如下步驟確定對所述表征料斗中料位多少的圖像信息進行預處理；對預處理獲取的圖像信息進行二值化處理；在二值化處理后的圖像信息中，尋找覆蓋所述過濾篩網的泵料與篩網本體各個濾條交匯點；確定被泵料所覆蓋的過濾篩網的邊界；依據所述邊界，計算所述被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據處理步驟中，所述被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積依據如下步驟確定對所述預處理獲取的圖像信息進行圖形灰度化處理；將預先保存的沒有被泵料所覆蓋的過濾篩網的灰度圖像進行差分運算，獲得僅剩下被泵料所覆蓋的過濾篩網的灰度圖像；對僅剩下被泵料所覆蓋的過濾篩網的灰度圖像進行二值化；依據二值化的結果計算被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積。進一步地，上述料位檢測與控制方法中，所述圖像數據接收步驟中，所述圖像傳感器為攝像頭，所述攝像頭依據如下步驟獲取圖像信息所述攝像頭進行自動角度調整，尋找所述料斗及所述過濾篩網；若找到所述料斗及所述過濾篩網，則固定所述攝像頭的角度；判斷成像是否清晰，若清晰，則采集該圖像數據，若不清晰，則進行攝像頭的焦距調整，直至成像清晰。本專利技術料位控制方法中，通過圖像傳感器獲取表征料斗中料位高低(料位多少)的圖像信息，通過不同時刻圖像信息，識別料斗中泵料多少的變化趨勢，進而，根據面積之比發出控制信號，改變攪拌車和/或泵料輸送設備的卸料或泵料速度。相對現有技術而言，本專利技術無需人工監控，極大的降低了勞動強度和人力成本；算法簡單，容易實現。第二方面，本專利技術還提供了一種料位檢測與控制系統，用于控制泵料輸送設備料斗中的料位，包括圖像傳感器，用于獲取表征料斗中料位多少的圖像信息；料位控制器，與所述圖像傳感器相連接，用于接收圖像傳感器所獲取的表征料斗中料位多少的圖像信息，并根據所述表征料位多少的圖像信息計算I)被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積相對所述過濾篩網總面積的面積之比；和/或，2)所述被泵料所覆蓋的過濾篩網的面積的變化趨勢；以及，基于所述面積之比或所述面積的變化趨勢，發出控制信號；并且，所述料位檢測與控制系統還包括攪拌車執行單元及泵料輸送設備執行單元該攪拌車執行單元及泵料輸送設備執行單元分別與所述料位控制器的控制信號輸出端相連接，用于依據所述控制信號，改變攪拌車和/或泵料輸送設備的卸料或泵料速度。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種料位檢測與控制方法，用于控制泵料輸送設備料斗中的料位，所述料斗設置有過濾篩網，其特征在于，包括如下步驟：圖像數據接收步驟，接收圖像傳感器所獲取的表征料斗中泵料多少的圖像信息；圖像數據處理步驟，根據所述表征料斗中泵料多少的圖像信息，識別料斗中泵料多少的變化趨勢；以及驅動步驟，基于所述泵料多少的變化趨勢發出控制信號，改變攪拌車卸料速度和/或泵料輸送設備的泵料速度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：熊俊，李智勇，劉潔，
申請(專利權)人：三一重工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：