进料控制方法、系统及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及机械作业控制技术领域，尤其涉及一种进料控制方法、系统及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前混凝土搅拌车一次完整的进料作业流程包括：搅拌车倒车入库(搅拌站卸料间)、对齐卸料口、控制室释放卸料信号、卸料完成等制四个部分。具体流程过程如下：当搅拌车启动车辆并倒车入库，如果进料斗与卸料口未对齐，控制室人员通过对讲机提醒司机重新对齐，如果二者对齐，则操作人员在控制室操控，进入卸料准备状态；在卸料的时候，控制室的人员必须时刻观察搅拌车进料斗内混凝土液面高度的变化，并根据经验控制卸料口开度大小，否则有可能有溢料风险。搅拌车的进料全程需要搅拌站控制中心人员查看监控与手动控制，操作者有一定的操作经验，工作强度大。在判断搅拌车进料口是否与卸料口的对齐方面，现有方式往往依赖于人工的肉眼观察，无法对即将出现溢料的情况进行预判，也就无法形成有效的预警机制。往往只能等出现溢料了，才采取控制措施，从而造成环境的污染和物料的浪费。
3.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

4.本发明提供的进料控制方法、系统及计算机可读存储介质，能准确识别搅拌车进料过程中的溢料风险，提升搅拌车的进料效率。
5.本发明提供一种进料控制方法，包括:
6.根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整所述进料斗与所述卸料口的相对位置，使所述进料斗与所述卸料口对齐；
7.控制所述卸料口向所述进料斗卸料，并实时监控所述进料斗的物料容量；
8.若所述进料斗的物料容量大于或等于溢料预警阈值，则触发预警操作。
9.可选地，所述根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整所述进料斗与所述卸料口的相对位置之前，还包括：
10.通过摄像头采集所述图像信息，所述摄像头位于所述卸料口的后上方且所述摄像头的拍摄方向与所述卸料口的开口方向一致。
11.可选地，所述根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整所述进料斗与所述卸料口的相对位置，使所述进料斗与所述卸料口对齐，包括：
12.根据预设图像算法判断所述图像信息中所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点是否符合预设位置关系；
13.若符合，则判定所述进料斗与所述卸料口对齐；
14.若不符合，则控制所述搅拌车移动以调整所述进料斗和所述卸料口的相对位置，直至所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点符合预设位置关系。
15.可选地，所述进料斗与所述卸料口的对齐模式包括第一对齐模式和第二对齐模式，所述根据预设图像算法判断所述图像信息中所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点是否符合预设位置关系，包括：
16.若所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点的间距大于第一预设距离，则判定所述进料斗与所述卸料口未对齐；
17.若所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点的间距小于或等于第一预设距离，且大于第二预设距离，则判定所述进料斗与所述卸料口为第一对齐模式，所述第一对齐模式对应所述卸料口的第一卸料速度；
18.若所述进料斗的中心点与所述卸料口的中心点的间距小于或等于第二预设距离，则判定所述进料斗与所述卸料口为第二对齐模式，所述第二对齐模式对应所述卸料口的第二卸料速度，所述第二卸料速度大于或等于所述第一卸料速度。
19.可选地，所述实时监控所述进料斗的物料容量，包括：
20.根据所述进料斗中内容物的重量变化和所述进料斗的进料速度监控所述进料斗的物料容量变化。
21.可选地，所述根据所述进料斗中内容物的重量变化和所述进料斗的进料速度监控所述进料斗的物料容量变化之前，还包括：
22.获取所述进料斗的进料速度。
23.可选地，所述获取所述进料斗的进料速度的表达式为：
[0024][0025]
式中，d为进料斗的进料口内径；ks为修正系数，取值1.3～1.6；q为进料速度；g为重力加速度；h为卸料口至进料斗的落料壁距离；α为搅拌筒的倾角角度。
[0026]
可选地，所述预警操作，包括以下至少一项：
[0027]
启动所述进料斗下方的振动电机；
[0028]
增加所述搅拌车的搅拌筒转速。
[0029]
本发明还提供一种进料控制系统，包括搅拌车的进料斗、卸料间的卸料口、摄像头、重量传感器、振动电机和控制模块；
[0030]
所述摄像头位于所述卸料口的后上方，用于采集所述进料斗与所述卸料口的图像信息；
[0031]
所述所述振动电机位于所述进料斗的外壁的中部；
[0032]
所述重量传感器位于所述进料斗的外壁的底部；
[0033]
所述控制模块包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有发动机进料控制程序，所述发动机进料控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的进料控制方法的步骤。
[0034]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的进料控制方法的步骤。
[0035]
本发明提供的进料控制方法、系统及计算机可读存储介质，进料控制方法，包括：根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整进料斗与卸料口的相对位置，使进
料斗与所述卸料口对齐；控制卸料口向进料斗卸料，并实时监控进料斗的物料容量；若进料斗的物料容量大于或等于溢料预警阈值，则触发预警操作。本发明能准确识别搅拌车进料过程中的溢料风险，提升搅拌车的进料效率。
附图说明
[0036]
图1为根据本发明实施例示出的进料控制方法的流程示意图；
[0037]
图2为根据本发明实施例示出的进料控制方法的具体流程示意图；
[0038]
图3为根据本发明实施例示出的预设图像识别算法的示意图；
[0039]
图4为根据本发明实施例示出的进料斗与卸料口的位置关系图；
[0040]
图5为根据本发明实施例示出的进料斗和卸料口的结构示意图；
[0041]
图6为根据本发明实施例示出的进料斗的结构示意图。
具体实施方式
[0042]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0043]
图1为根据本发明实施例示出的进料控制方法的流程示意图。图2为根据本发明实施例示出的进料控制方法的具体流程示意图。如图1和图2所示，本实施例提供一种进料控制方法，包括：
[0044]
步骤201：根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整进料斗与卸料口的相对位置，使进料斗与卸料口对齐。
[0045]
可选地，根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整进料斗与卸料口的相对位置之前，还包括：
[0046]
通过摄像头采集图像信息，摄像头位于卸料口的后上方。
[0047]
需要说明的是，在卸料口的后上方装有摄像头，用于实时记录搅拌车的进料斗与卸料口的对齐过程。摄像头的拍摄方向与卸料口的开口方向一致，使得摄像头拍摄搅拌车的进料斗的图像信息时，可确定进料斗相对于卸料口的相对位置关系。在采集到进料斗和卸料口的图像信息之后，开始进料斗与卸料口的对齐自动判定程序。
[0048]
可选地，根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整进料斗与卸料口的相对位置，使进料斗与卸料口对齐，包括：
[0049]
根据预设图像算法判断图像信息中进料斗的中心点与卸料口的中心点是否符合预设位置关系；
[0050]
若符合，则判定进料斗与卸料口对齐；
[0051]
若不符合，则控制搅拌车移动以调整进料斗和卸料口的相对位置，直至进料斗的中心点与卸料口的中心点符合预设位置关系。
[0052]
这样，可通过调整搅拌车的进料斗与卸料口的相对位置，使得进料斗的中心点与卸料口的中心点符合预设位置关系，即进料斗与卸料口对齐。
[0053]
图3为根据本发明实施例示出的预设图像识别算法的示意图。如图3所示，本实施例中，预设图像算法的具体处理流程为：获取单帧视频数据，即进料斗和卸料口的图像信息；对图像信息进行图像预处理，然后通过ai语义分割模型对进料斗的图像信息进行处理；
提取图像信息中的进料斗特征点，其中包括进料斗的物理中心点，即目标点；并提取基准点，如卸料口在图像中的中心点投影；在图像中对落料范围区域进行划定；然后对基准点和目标点位置进行判定，输出判定结果。
[0054]
可选地，进料斗与卸料口的对齐模式包括第一对齐模式和第二对齐模式，根据预设图像算法判断图像信息中进料斗的中心点与卸料口的中心点是否符合预设位置关系，包括：
[0055]
若进料斗的中心点与卸料口的中心点的间距大于第一预设距离，则判定进料斗与卸料口未对齐；
[0056]
若进料斗的中心点与卸料口的中心点的间距小于或等于第一预设距离，且大于第二预设距离，则判定进料斗与卸料口为第一对齐模式，第一对齐模式对应卸料口的第一卸料速度；
[0057]
若进料斗的中心点与卸料口的中心点的间距小于或等于第二预设距离，则判定进料斗与卸料口为第二对齐模式，第二对齐模式对应卸料口的第二卸料速度，第二卸料速度大于或等于第一卸料速度。
[0058]
本实施例中，通过在卸料口后上方安装一个摄像头来实现对搅拌车倒车入库时的实时监控，并且结合ai算法得出的进料斗和卸料口的相对位置关系(如图4所示)，进而可给出车辆左右方向，前后方向对齐的量化指标。可以将画面同步传送到驾驶室内屏幕上，供司机查看以协助倒车。同时算法在设计过程中，也考虑到了对不同驾驶技术的司机，在倒车入库时的对准程度存在差异，即设置第一对齐模式和第二对齐模式，具体如下：
[0059]
图4为根据本发明实施例示出的进料斗与卸料口的位置关系图。如图4所示，同心圆中的小圆(半径d2)和大圆(半径d1)均表示计算机模拟的落料范围，卸料口的中心点13位于同心圆中心，其中，设卸料口的中心点13为坐标原点，其点坐标设为(x0,y0)，进料斗的中心点14的坐标为(x,y)。其中s0＝(x-x0)2+(x-x0)2≤(d
1-d2)2为相对对齐区域；s1＝(x-x0)2+(x-x0)2≤d
12
为绝对对齐区域。经实际测试，当进料斗的中心点14落在绝对对齐区域内时，卸料时混凝土可快速通过进料斗的进料口快速进入到搅拌筒内，混凝土不会在进料斗内出现堆积和飞溅；当进料斗中心处在相对对齐区域内时，混凝土进料速度偏慢，会有少许飞溅，但同样满足卸料要求，不会出现溢料现象。具体地，设置大圆的半径d1为第一预设距离，小圆的半径d2为第二预设距离。在图4(a)中，进料斗的中心点14与卸料口的中心点13的间距大于第一预设距离，则判定进料斗与卸料口未对齐。在图4(b)中，进料斗的中心点14与卸料口的中心点13的间距小于第一预设距离，且大于第二预设距离，则判定进料斗与卸料口为第一对齐模式，第一对齐模式对应卸料口的第一卸料速度。在图4(c)中，进料斗的中心点14与卸料口的中心点13的间距小于第二预设距离，则判定进料斗与卸料口为第二对齐模式，第二对齐模式对应卸料口的第二卸料速度，第二卸料速度大于或等于第一卸料速度。
[0060]
对齐程序的判定，其主要功能是实现搅拌站的卸料口与搅拌车进料斗对齐，其中，对齐模式又分为第一对齐模式(相对对齐)和第二对齐模式(绝对对齐)，第一对齐模式和第二对齐模式均满足卸料要求，对齐之后可实现自动卸料。若未对齐，则系统会提示搅拌车司机重新对齐。这样，通过量化对齐指标降低了控制室操作员的工作强度。考虑到不同司机具有不同的驾驶水平，通过设定相对对齐区域和绝对对齐区域均可满足卸料需求，且无溢料风险，降低了搅拌车与搅拌间的对齐过程对驾驶水平的要求。
[0061]
步骤202：控制卸料口向进料斗卸料，并实时监控进料斗的物料容量。
[0062]
图5为根据本发明实施例示出的进料斗和卸料口的结构示意图。如图5所示，卸料口10与进料斗11对齐之后，进料斗11位于卸料口10的正下方，卸料过程中，物料从卸料口10落下，从进料斗11的进料口12中进入搅拌车。
[0063]
可选地，实时监控进料斗的物料容量，包括：
[0064]
根据进料斗11中内容物的重量变化和进料斗11的进料速度监控进料斗11的物料容量变化。
[0065]
可选地，根据进料斗11中内容物的重量变化和进料斗11的进料速度监控进料斗11的物料容量变化之前，还包括：
[0066]
获取进料斗11的进料速度。
[0067]
本实施例中，在完成搅拌车倒车入库对准后，还需要对搅拌车进料速度加以控制。由于搅拌站每次的卸料量都是一个固定值，如果卸料速度过快，混凝土将堆积在进料斗11里无法及时进入搅拌筒，从而造成溢料现象的发生。基于以上分析，首先通过理论上计算搅拌车进料速度，由进料速度及进料斗11的相关关系，获取进料斗11的进料速度的表达式为：
[0068][0069]
式中，d为进料斗11的进料口内径，单位为mm；ks为修正系数，取值1.3～1.6；q为进料速度；g为重力加速度，取值为9.8m/s2；h为卸料口10至进料斗11的落料壁距离(如图5所示)；α为搅拌筒的倾角角度。
[0070]
由于搅拌车的进料斗11的进料口12直径是已知的，则根据公式可计算出搅拌车进料速度。同时由于搅拌车的进料斗11的容积是固定的，则比较容易得出进料斗11全部装满或者即将装满的时间，从而为触发预警系统提供依据。
[0071]
步骤203：若进料斗的物料容量大于或等于溢料预警阈值，则触发预警操作。
[0072]
可选地，预警操作包括以下至少一项：
[0073]
启动进料斗下方的振动电机，以加快进料斗的进料速度；
[0074]
增加搅拌车的搅拌筒转速。
[0075]
图6为根据本发明实施例示出的进料斗的结构示意图。如图6所示，进料斗11与搅拌车的搅拌筒17相连，在进料斗11的外壁的中部设有振动电机15，在进料斗11的外壁的底部设有重量传感器16。通过进料斗11上安装的重量传感器16，并且结合搅拌车进料速度可计算当前料斗容量是否已经达到溢料预警阈值。当进料量达到溢料预警阈值后，则触发预警系统；否则，继续按照常规速度进料即可。
[0076]
当搅拌车入库倒车对准后，搅拌站控制系统即可执行卸料操作。装在进料斗底端的重量传感器16，可根据进料速度并结合重量的变化计算出进料斗物料容量的实时变化，当容量达到系统设定预警阈值时，触发预警系统，启动振动电机15，可以使物料快速下滑进入到搅拌筒17内。同时，为加快物料在搅拌筒17内部流动，将信号实时传输到发动机控制系统，加大搅拌筒17的转速，达到快速进料的目的。
[0077]
本发明的进料控制方法，包括：根据搅拌车的进料斗和卸料间的卸料口的图像信息调整进料斗与卸料口的相对位置，使进料斗与所述卸料口对齐；控制卸料口向进料斗卸
料，并实时监控进料斗的物料容量；若进料斗的物料容量大于或等于溢料预警阈值，则触发预警操作。本发明能准确识别搅拌车进料过程中的溢料风险，提升搅拌车的进料效率。
[0078]
本技术还提供一种进料控制系统，包括搅拌车的进料斗、卸料间的卸料口、摄像头、重量传感器、振动电机和控制模块；
[0079]
摄像头位于卸料口的后上方，用于采集进料斗与卸料口的图像信息；
[0080]
振动电机位于进料斗的外壁的中部；
[0081]
重量传感器位于进料斗的外壁的底部；
[0082]
控制模块包括存储器、处理器，存储器上存储有发动机进料控制程序，发动机进料控制程序被处理器执行时实现上述实施例中的进料控制方法的步骤。
[0083]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有发动机进料控制程序，发动机进料控制程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的进料控制方法的步骤。
[0084]
在本技术提供的移动终端和计算机可读存储介质的实施例中，可以包含上述进料控制方法实施例的全部技术特征，说明书拓展和解释内容与上述方法的各实施例基本相同，在此不做再赘述。
[0085]
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
[0086]
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
[0087]
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
[0088]
在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
[0089]
在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
[0090]
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0091]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0092]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。