一种基于射频定位的余煤自动检测系统的制作方法

本实用新型属于底开门漏斗车技术领域，更具体地，涉及一种用于底开门漏斗车的基于射频定位的余煤自动检测系统。

背景技术：

底开门漏斗车由于其卸煤高效性，在国内外电厂、煤运专线得到广泛的应用。底开门漏斗车中存储的煤在运输过程中会吸收水分，导致煤的自粘性较大，卸煤后车厢内出现余煤；当气温长时间处于低位时，煤出现结冰现象，此时卸煤后车厢余煤现象较为严重。为保证正常运营，需对余煤进行判断并处理。目前，余煤检测主要通过人工肉眼判断，由于底开门漏斗车车厢顶部距离地面较高(约4m)，无法从车厢两侧进行观望，需在车辆上方设置瞭望平台，在底开门漏斗车运动过程中，通过人工逐台检查，此法不仅耗费人力，而且由于车辆运动及人工判断存在偏差，余煤所在车厢准确定位较为困难。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于射频定位的余煤自动检测系统，不仅能够对底开门漏斗车卸煤后的车厢进行自动余煤检测，还能够对余煤所在车厢进行准确定位。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于射频定位的余煤自动检测系统，包括图像数据采集模块、图像数据处理模块和定位模块；

图像数据处理模块的第一输入端与图像数据采集模块的输出端相连，第二输入端与定位模块的输出端相连；

图像数据处理模块包括图像处理单元、数据转换单元和处理器；

所述图像处理单元的输入端作为图像数据处理模块的第一输入端，其输出端与数据转换单元的输入端相连，数据转换单元的输出端与处理器的第一输入端相连，处理器的第二输入端作为图像数据处理模块的第二输入端，其输出端作为图像数据处理模块的输出端；

定位模块包括射频标签、天线和应答器；应答器作为定位模块的输出端；射频标签设置于底开门漏斗车车厢上，当射频标签处于应答器的读取范围内，射频标签的信息通过天线发送至应答器，由应答器发送到处理器，由处理器进行底开门漏斗车车厢计数。

优选的，上述余煤自动检测系统，还包括输出模块，输出模块与处理器的输出端相连，用于输出含车厢位置信息的余煤检测结果。

优选的，上述余煤自动检测系统，其图像数据采集模块采用激光扫描仪实现，激光扫描仪用于发射激光以获取车厢轮廓数据。

优选的，上述余煤自动检测系统，其图像数据采集模块还包括摄像机，摄像机用于拍摄车厢内部视频，当检测到余煤时，回放视频以观察余煤车厢的情况。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型提供的基于射频定位的余煤自动检测系统，采用激光扫描技术获得车厢卸煤后的内部轮廓数据，并通过处理器将卸煤后的轮廓数据与无煤状态下的原始轮廓数据进行重叠对比，能自动检测出各车厢的余煤及余煤量，无需人工肉眼逐台检查，节省人力；

(2)本实用新型提供的基于射频定位的余煤自动检测系统，通过定位模块将各节车厢预先配置的电子信息传输至处理器，处理器依次对接收的电子信息进行计数，并通过计数信息对车厢进行准确定位，能够使作业人员快速准确找到余煤所在车厢，对余煤进行处理，准确率高，提升了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的余煤自动检测系统的组成结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的定位模块的安装位置示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型实施例所提供的一种基于射频定位的余煤自动检测系统的组成示意图，包括图像数据采集模块1、图像数据处理模块2、定位模块3和输出终端4；

图像数据采集模块1用于获取底开门漏斗车车厢内部在无煤状态下的原始轮廓数据，以及各车厢卸煤后的轮廓数据；图像数据处理模块2用于对原始轮廓数据进行图像处理，获得原始轮廓的图像数据；并用于将各车厢卸煤后的轮廓数据中的非车厢轮廓数据自动筛出，经图像处理获得非车厢轮廓的图像数据；并用于将非车厢轮廓的图像数据与原始轮廓的图像数据进行重叠对比，判断车厢是否存在余煤，并根据对比结果计算余煤量得到余煤检测结果；定位模块3用于将各车厢预先配置的电子信息传输至图像数据处理模块2，图像数据处理模块2依次对接收的电子信息进行计数，通过所述计数信息进行车厢定位，并将各车厢的定位信息与余煤检测结果进行匹配；含有车厢位置信息的余煤检测结果通过输出终端4输出。

图像数据采集模块1包括2D激光扫描仪11和摄像机12，2D激光扫描仪11通过发射激光并接收反射回来的激光以获取车厢轮廓数据，摄像机 12用于拍摄车厢内部视频，当检测到余煤时，回放视频以观察余煤车厢的情况。

图像数据处理模块2包括依次相连的图像处理单元21、交换机22和综合处理计算机23；图像处理单元21对原始轮廓数据进行图像处理，获得原始轮廓的图像数据，并将各车厢卸煤后的轮廓数据中的非原始轮廓数据自动筛出，经图像处理获取非车厢轮廓的图像数据；交换机22将原始轮廓的图像数据转换为综合处理计算机23可识别的数字数据，如二进制数据，并存储在综合处理计算机23中；将非车厢轮廓的图像数据转换为二级制数据并传输至综合处理计算机23；综合处理计算机23将非车厢轮廓的二进制数据与原始轮廓的二进制数据进行重叠对比，判断车厢是否存在余煤，此外，综合处理计算机23还可以根据对比结果自动计算各车厢的余煤量。

定位模块3包括射频标签31、天线32和应答器33，射频标签31粘贴在各节车厢(不含牵引车)的外侧面，当各节车厢上的射频标签31处于应答器33的读取范围内后，射频标签31的信息通过天线32传播至应答器33，应答器33以无线传输的方式将接收的各射频标签31信息依次传输至综合处理计算机23，综合处理计算机23对接收的射频标签31信息进行计数，根据计数信息进行车厢定位。

1.底开门漏斗车余煤自动检测：

(1)无煤状态下车厢轮廓数据的获取：2D激光扫描仪扫描底开门漏斗车无煤状态下的车厢内部轮廓，获得无煤车厢轮廓的原始轮廓数据，经图像处理并转换为数字数据后，存储在综合处理计算机23的数据库中；

(2)余煤检测：底开门漏斗车卸煤完成并关门后，2D激光扫描仪1 对关门后的各节车厢内部依次进行扫描，并通过图像处理单元21进行图像处理，将非车厢轮廓数据自动筛出，处理后的数据通过交换机22进行数据转换，并传输至综合处理计算机23，综合处理计算机23将各节车厢卸煤后的非原始轮廓数字数据与原始轮廓数字数据进行重叠对比，判断各车厢是否存在余煤并计算余煤量。

2.余煤所在车厢的自动定位：

由于2D激光扫描仪处于固定状态，无法采用编码器进行定位，为了对余煤所在车厢进行准确定位，本实用新型采用射频技术，在底开门漏斗车的车厢侧面安装射频标签31，通过天线32传播射频标签信息，由应答器 33接收射频标签信息后上传至综合处理计算机23，由综合处理计算机23 进行计数定位，并最终判断余煤所在车厢位置。

图2是本实用新型实施例提供的定位模块的安装位置示意图，本实施例中，在每节车厢的厢体侧面位置粘贴一个射频标签31，需要指出的是，射频标签31在各节车厢上的粘贴位置相同，以保证各射频标签31间的距离相等；天线32和应答器33安装在走行轨一侧，优选为安装在粘贴有射频标签31的车厢厢体的同侧轨道上；

牵引车牵引底开门漏斗车车厢逐渐接近应答器，当与牵引车相邻的第1 节车厢上的射频标签31处于应答器33的读取范围内后，该射频标签31携带的电子信息通过天线32传播至应答器33，应答器33将该电子信息通过无线传输至综合处理计算机23，综合处理计算机23进行第1次计数，完成第1节车厢定位；

当第2节车厢的射频标签31处于应答器33的读取范围内后，该射频标签31携带的电子信息通过天线32传播至应答器33，应答器33将该电子信息通过无线传输至综合处理计算机23，综合处理计算机23进行第2次计数，完成第2节车厢定位；…

当第N节车厢的射频标签31处于应答器33的读取范围内后，该射频标签31的电子信息通过天线32传播至应答器33，应答器33将该电子信息通过无线传输至综合处理计算机23，综合处理计算机23进行第N次计数，完成第N节车厢定位；

综合处理计算机23将各节车厢的定位信息与余煤检测结果进行匹配，实现余煤所在车厢的定位，定位精度为车厢级；含有车厢位置信息的余煤检测结果通过输出终端4输出，工作人员通过输出终端4显示的结果即可获取各车厢的余煤情况以及余煤量，无需通过人工肉眼逐台检查。

相比于现有的通过人工进行的余煤检测，本实用新型提供的一种基于射频定位的余煤自动检测系统能自动检测车厢余煤及余煤量，并且对余煤所在车厢进行准确定位，使作业人员快速准确找到余煤所在车厢，对余煤进行处理，节省人力并进一步提升了工作效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。