一种取料头控制方法、卸船机及电子设备与流程

本技术属于人工智能领域，具体涉及一种取料头控制方法、卸船机及电子设备。

背景技术：

1、全自动化的卸船机正逐渐取代利用人工驾驶大型卸船器械进行卸船，现有的链斗式连续型卸船机在进行取料作业的过程中，在固定的取料深度作业下，其取料效率容易受到料面的高低起伏影响，在料面的高低起伏较大的情况下，卸船机的取料效率较低。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术的目的在于提供取料头控制方法、卸船机及电子设备，以改善现有卸船机的取料头效率较低的问题。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种取料头控制方法，所述方法包括：基于取料头的预期满载率，确定取料头的横移速度和进刀量；根据所述横移速度以及所述进刀量，控制所述取料头取料；其中，所述预期满载率为所述取料头以所述横移速度以及所述进刀量取到的料量与所述取料头的满载料量的比值。

4、本技术实施例中，卸船机的效率是由取料头的满载率决定的，取料头的满载率越高，表征取料头取到的料量(如矿料)与满载料量的比值越大，因此，取料头的满载率越高。然而，在取料头抓取矿料的过程中，决定链斗(其中，取料头位于链斗上，在取料头进行取料之后，取到的矿料将装载于链斗中，取料头的满载料量等同于链斗的容积)的满载率的是取料头划过料面的横切速度以及取料头取料时埋入料面以下部分的深度，取料头以相应的横移速度和进刀量所抓取到的矿料与链斗的容量之间的比值能够达到预期满载率，能够提升取料头所取到的料量，进而提升了取料头的满载率。

5、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，基于取料头的预期满载率，确定取料头的横移速度和进刀量的公式，包括：η＝kdvc；其中，所述η表征所述预期满载率，k表征预先计算出的常数，d表征所述进刀量，vc表征所述横移速度。

6、本技术实施例中，基于公式η＝kdvc，在已知预期满载率η的情况下，来确定出能够使取料头抓取到满足预期满载率的散装矿料的横移速度和进刀量，k随不同型号的卸船机而变化，可以基于不同的卸船机型号，得到不同卸船机实现预期满载效率的情况下，其取料头所需的横移速度以及进刀量，进而实现不同型号的卸船机能够有一套通用的方法计算不同卸船机的取料头抓取散装矿料时满足预期满载率所需的横移速度以及进刀量。

7、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在基于取料头的预期满载率，确定取料头的横移速度和进刀量之前，所述方法还包括：采集所述取料头取料的全部料面的多个点云数据；其中，每个点云数据包含料面高度值；计算所述多个点云数据对应的多个料面高度值的标准差；其中，所述标准差与料面起伏程度呈负相关；确定所述标准差低于预设阈值。

8、本技术实施例中，由于卸船机的取料效率是跟料面的平整度强相关的，在取料过程中，料面处于平整状态，其取料过程的效率是相对稳定的，所设置的预期满载率是容易实现的，然而，在取料过程中，其料面是处于不平整状态，即处于高低起伏的状态的情况下，取料头凹陷处的料面抓取矿料的情况下，取料头埋入料面以下部分的进刀量容易出现较浅的情况，进而导致在凹陷处所取到的料量不能满足预期满载率。为了避免料面不平整导致取料头的取料效率较低，通过采集运输设备中的舱室装载的所有矿料的多个点云数据，并计算多个点云数据对应的多个料面高度值的标准差，确定标准差低于预设阈值，能够确定全部料面的平整度较高，在料平整度较高的情况下，控制取料头以相应横移速度以及进刀量所取到的料量能够更容易满足预期满载率，从而提升了卸船机的卸船效率。

9、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在计算所述多个点云数据对应的多个料面高度值的标准差之后，所述方法还包括：确定所述标准差不低于所述预设阈值；根据所述取料头取料的当前取料范围内料面的起伏状态，控制所述取料头进行取料，以使经过取料后的全部料面上的多个点云数据对应的多个料面高度值的标准差低于所述预设阈值。

10、本技术实施例中，由于在料面处于不平整状态的情况下，取料头抓取矿料的效率较低，为了提升在料面处于不平整状态的情况下取料头抓取矿料的效率，通过判断当前取料范围内料面的起伏状态，基于不同的起伏状态控制取料头进行取料，以使取料后的料面处于平整状态，进而令取料头能够在平整的料面上进行取料，提升了取料头抓取矿料的效率。

11、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，根据当前料面的起伏状态，控制所述取料头进行取料，包括：判断所述当前取料范围内料面的起伏状态；在所述当前取料范围内料面的起伏状态呈凸起状态的情况下，以第一横移速度和第一进刀量控制取料头取料。

12、本技术实施例中，由于在凸起状态下无需采用较高进刀量，为了提升在料面起伏状态从凸起状态恢复至平整状态，通过以相对较低的第一横移速度和相对较深的第一进刀量控制取料头取料，能够令当前处于凸起状态的料面更快的恢复平整。

13、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在判断所述当前取料范围内料面的起伏状态之后，所述方法还包括：在判断所述当前取料范围内料面的起伏状态呈凹陷状态的情况下，以第二横移速度和第二进刀量控制取料头进行取料；其中，所述第一横移速度小于所述第二横移速度，所述第一进刀量大于所述第二进刀量。

14、本技术实施例中，由于在凹陷起状态下无需采用较高的横移速度，为了提升在料面起伏状态从凹陷状态恢复至平整状态，通过以相对较高的第二横移速度和相对较浅的第二进刀量控制取料头取料，能够令当前处于凹陷状态的料面更快的恢复平整。

15、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一横移速度为所述取料头所能达到的最大速度，所述第一进刀量为所述取料头所能达到的最小进刀量。

16、本技术实施例中，在当前取料范围的料面为凸起状态的情况下，第一横移速度为取料头所能达到的最大速度，第一进刀量为取料头所能达到的最小进刀量可以令凸起状态的料面能够更快恢复到平整状态。

17、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第二横移速度为所述取料头所能达到的最小速度，所述第二进刀量为所述取料头所能达到的最大进刀量。

18、本技术实施例中，在当前取料范围的料面为凸起状态的情况下，第二横移速度为取料头所能达到的最小速度，第二进刀量为取料头所能达到的最小进刀量，可以令凹陷状态的料面能够更快恢复到平整状态。

19、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，判断所述当前取料范围内料面的起伏状态，包括：计算全部料面上的多个点云数据对应的多个料面高度值的目标平均值；判断所述当前取料范围内的料面的点云数据中的多个料面高度值的平均值是否大于所述目标平均值；其中，在所述当前取料范围内的料面的点云数据中的多个料面高度值的平均值大于所述目标平均值的情况下，确定所述当前取料范围内料面的起伏状态为凸起状态，所述当前取料范围内的料面的点云数据中的多个料面高度值的平均值小于所述目标平均值的情况下，确定所述当前取料范围内料面的起伏状态为凹陷状态。

20、本技术实施例中，由于每个取料头所能够的抓取到的矿料范围是有限的，因此，每个取料范围在取料时都有相应的当前取料范围。若多个高度值的标准差不低于预设阈值，表征料面为高低起伏的状态，容易使得取料头抓取效率不能满足预期满载率。因此，通过取料头当前取料范围内的起伏状态，令每个取料头都能够将其取料范围内恢复成平整状态，能够提升将高低起伏的料面恢复至平整状态的效率，进而提升取料头的取料效率。

21、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，在根据所述取料头取料的当前取料范围内料面的起伏状态，控制所述取料头进行取料之后，所述方法还包括：基于所述预期满载率控制所述取料头取料。

22、本技术实施例中，在全部料面的多个点云数据的高度值的标准差从大于预设阈值的状态恢复至小于预设阈值的状态时，为了提升卸船机的卸船效率，通过基于预期满载率，确定出能够使取料头抓取到满足预期满载率的散装矿料的横移速度和进刀量，并基于得到的横移速度与进刀量控制取料头取料，能够提升取料头的抓料效率，进而提升卸船机的卸船效率。

23、第二方面，本技术实施例提供了一种卸船机，所述卸船机包括：取料头；控制器，被配置为基于用户输入的取料头的预期满载率，确定取料头划过当前料面的横移速度；根据所述横移速度，确定出所述取料头埋入当前料面以下部分的进刀量；以及被配置为控制所述取料头以所述横移速度以及进刀量进行取料。

24、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的方法。应当理解的是，本发明实施例的第二～三方面与本发明实施例的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。

25、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。