一种采样方法及采样的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种采样方法及采样机，采样机包括：摄像机、工业控制计算机和采样车，摄像机和采样车分别与工业控制计算机连接，本发明首先在运煤车停止后获取运煤车车厢及其周边环境的图像，通过对图像分析处理，得到运煤车车厢的车厢边缘；其次通过将车厢边缘和预存储的标准车厢边缘进行对比，实现对运煤车车厢的布置；然后将车厢边缘内的所有区域作为采样区域，随机布置采样点，由工业控制计算机控制采样车运行到采样点的正上方进行采样。由于本发明将整个运煤车车厢作为采样区域，因此，省去了在运煤车车厢中选取采样区域的环节，如此有效避免了人为因素对煤炭采样过程的影响，从而提高了对整个运煤车车厢中煤炭质量估测结果的准确性。
【专利说明】一种采样方法及采样机
【技术领域】
[0001]本发明涉及煤炭机械化采样【技术领域】，更具体地说，涉及一种采样方法及采样机。【背景技术】
[0002]目前对运煤车车厢中煤炭的采样方法为:采样人员在运煤车车厢中随机选取采样区域，然后控制采样车在采样区域内采样，从而实现对整个运煤车车厢中煤炭质量的估测。
[0003]但是，这种采样方法在采样区域选择环节上受人为因素影响较大，在采样人员提前知道运煤车车厢中煤炭质量较好区域的情况下，采样人员很可能将该区域作为采样区域，如此导致对整个运煤车车厢中煤炭质量的估测结果不准确。因此，如何在对煤炭采样过程中避免人为因素的影响是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种采样方法及采样机，以实现对运煤车车厢中煤炭的随机采样，避免由于人为因素对煤炭采样过程的影响，从而提高对整个运煤车车厢中煤炭质量估测结果的准确性。
[0005]一种采样方法，应用于采样机，所述采样机包括:摄像机、工业控制计算机和采样车，所述摄像机和所述采样车分别与所述工业控制计算机连接；
[0006]所述方法包括:
[0007]所述摄像机获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并将所述图像输出至所述工业控制计算机；
[0008]所述工业控制计算机获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘；
[0009]所述工业控制计算机判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘；
[0010]若所述车厢边缘没有超出所述标准车厢边缘，所述工业控制计算机在所述车厢边缘内随机布置采样点；
[0011]所述工业控制计算机依据采样点位置向所述采样车输出与所述采样点位置对应的采样控制信号；
[0012]所述采样车获取所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
[0013]优选的，所述采样机还包括与所述工业控制计算机连接的报警器，所述采样方法还包括:
[0014]若所述车厢边缘超出所述标准车厢边缘，所述工业控制计算机依据所述车厢边缘的超出情况，判断所述运煤车车厢的异常状况；
[0015]所述工业控制计算机依据不同的所述异常情况向所述报警器输出不同的报警控制信号，以控制所述报警器发出不同的报警信号。
[0016]优选的，还包括:[0017]在采样人员依据所述报警信号完成与所述报警信号相应的补正操作后，若所述报警器仍报警，所述工业控制计算机在所述车厢边缘内缩小布置采样点的范围。
[0018]优选的，还包括:
[0019]在所述采样车完成采样操作后，所述工业控制计算机向所述报警器输出采样完成报警信号控制所述报警器报警。
[0020]优选的，所述，所述工业控制计算机获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘，包括:
[0021]所述工业控制计算机获取所述图像，并将所述图像转化为图片；
[0022]对所述图片进行压缩和灰度转化，得到灰度转化图片；
[0023]对所述灰度转化图片进行量化和分割，得到分割后小图片；
[0024]将各所述分割后小图片逐一进行灰度对比，依据相邻所述分割后小图片的灰度突变情况，得到所述运煤车车厢的车厢边缘。
[0025]优选的，所述异常情况为所述运煤车车厢的停车位置有误或是所述运煤车车厢超载。
[0026]一种采样机，包括:
[0027]摄像机，用于获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并将所述图像输出至所述工业控制计算机；
[0028]与所述摄像机连接的工业控制计算机，用于获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘；判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘；若所述车厢边缘没有超出所述标准车厢边缘，在所述车厢边缘内随机布置采样点；依据采样点位置向所述采样车输出与所述采样点位置对应的采样控制信号；
[0029]与所述工业控制计算机连接的采样车，用于获取所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
[0030]优选的，所述采样车包括第一采样车和第二采样车，所述第一采样车用于所述采样车的前后移动，所述第二采样车用于在所述第一采样车上左右移动，其中，所述第二采样车上设置有用于采集煤炭的采样器。
[0031]优选的，还包括:
[0032]与所述工业控制计算机连接的报警器，用于若所述车厢边缘超出所述标准车厢边缘，获取所述工业控制计算机依据不同的异常情况输出的不同报警控制信号，并依据不同的所述报警控制信号发出不同的报警信号，其中，所述异常情况为所述工业控制计算机依据所述车厢边缘的超出情况判断得到。
[0033]优选的，所述报警器为声光报警器。
[0034]优选的，还包括:
[0035]与所述工业控制计算机连接的显示器，用于显示所述工业控制计算机处理分析后的所述图像，以及所述车厢边缘与所述标准车厢边缘的对比图像。
[0036]优选的，所述摄像机与所述工业控制计算机通过信号电缆连接。
[0037]优选的，所述信号电缆的外部套设有信号电缆保护管。
[0038]优选的，所述信号电缆保护管为尼龙管或是聚乙烯波纹管或是不锈钢保护套管。
[0039]优选的，所述摄像机为广角摄像机。[0040]从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种采样方法及采样机，采样机包括:摄像机、工业控制计算机和采样车，摄像机和采样车分别与工业控制计算机连接，本发明首先在运煤车停止后获取运煤车车厢及其周边环境的图像，通过对图像分析处理，得到运煤车车厢的车厢边缘；其次通过将车厢边缘和预存储的标准车厢边缘进行对比，实现对运煤车车厢的布置；然后将车厢边缘内的所有区域作为采样区域，随机布置采样点，由工业控制计算机控制采样车运行到采样点的正上方进行采样。由于本发明将整个运煤车车厢作为采样区域，因此，省去了在运煤车车厢中选取采样区域的环节，如此有效避免了人为因素对煤炭采样过程的影响，增强了采样过程的透明性，从而提高了对整个运煤车车厢中煤炭质量估测结果的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本发明实施例公开的一种采样方法的方法流程图；
[0043]图2为本发明实施例公开的一种采样机的结构示意图；
[0044]图3为本发明实施例公开的一种工业控制计算机依据摄像机获取的图像得到运煤车车厢的车厢边缘的方法流程图；
[0045]图4为本发明实施例公开的一种采样机的结构原理示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]参见图1，本发明实施例公开了 一种采样方法的方法流程图，所述采样方法应用于采样机，参见图2本发明实施例公开了一种采样机的结构示意图，采样机包括:摄像机21、工业控制计算机22和采样车23，摄像机21和采样车23分别与工业控制计算机22连接；
[0048]采样方法包括步骤:
[0049]S11、摄像机21获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并将所述图像输出至工业控制计算机22 ；
[0050]其中，摄像机21设置在运煤车车厢指定停车位的上方，并且摄像机21与指定车位中任一位置运煤车车厢边缘线所作的垂直线与水平面之间的夹角大于煤炭的静安息角。
[0051]静安息角(angle of repose)为煤在静止堆积状态下煤堆侧表面与水平面的夹角以度计。
[0052]优选的，摄像机21可以为广角摄像机，摄像机21在实际安装时可以设置在指定停车位的正上方。
[0053]需要说明的一点是，运煤车车厢可以为汽车车厢或是火车车厢。[0054]S12、工业控制计算机22获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘；
[0055]S13、工业控制计算机22判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘，如果否，执彳了步骤S14 ；
[0056]S14、工业控制计算机22在所述车厢边缘内随机布置采样点；
[0057]其中，在车厢边缘内布置的采样点的数目依据实际需要而定，可以是一个采样点、两个采样点或是多个采样点，本发明不做限定。
[0058]S15、工业控制计算机22依据采样点位置向采样车23输出与所述采样点位置对应的采样控制信号；
[0059]S16、采样车23获取所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
[0060]综上可以看出，本发明将整个运煤车车厢作为采样区域，因此，省去了在运煤车车厢中选取采样区域的环节，如此有效避免了人为因素对煤炭采样过程的影响，增强了采样过程的透明性，从而提高了对整个运煤车车厢中煤炭质量估测结果的准确性。
[0061]而且，采样区域选取环节的省去还加快了采样点随机布置的速度，从而提高了采样机的采样效率。
[0062]可以理解的是，当采样过程出现异常情况时，为及时通知工作人员，可以在采样机上安装报警器。
[0063]参见图2，当采样机还包括与工业控制计算机22连接的报警器24时，参见图1，步骤S13工业控制计算机22判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘，如果是，则步骤S13后执行步骤S17..[0064]S17、工业控制计算机22依据所述车厢边缘的超出情况，判断所述运煤车车厢的异常状况；
[0065]其中，运煤车车厢的异常状况具体可以为运煤车车厢的停车位置有误、运煤车车厢超载，也可以为无摄像信息输入、定位结果不正常、车厢边缘超出标准车厢边缘等。
[0066]S18、工业控制计算机22依据不同的所述异常情况向报警器24输出不同的报警控制信号，以控制报警器24发出不同的报警信号。
[0067]报警器24可以为声光报警器，在该声光报警器中可以预先设定不同的控制信号对应不同的声或光或声光组合的报警信号。例如，当控制信号为停车位置有误时，声光报警器发声；当控制信号为运煤车车厢超载时，声光报警器发红光；当控制信号为无摄像信息输入时，声光报警器既发声又发光，等等，本发明在此不做限定。
[0068]当然，报警器24也可以为声报警器或是光报警器。
[0069]需要说明的一点是，当报警器24发出报警信号后，采样人员会根据不同的报警信号，进行相应的补正操作，补正操作后，重复步骤Sll?S13和S17?S18。
[0070]其中，在采样人员依据所述报警信号完成与所述报警信号相应的补正操作后，若报警器24仍报警，工业控制计算机22在所述车厢边缘内缩小布置采样点的范围。
[0071]需要说明的是，补正操作包括对停车位置有误或者超载进行修正处理的操作。
[0072]为进一步优化图1所示实施例，在执行外步骤S16后，还可以包括步骤:
[0073]S19、在采样车23完成采样操作后，工业控制计算机22向报警器24输出采样完成报警信号控制报警器24报警。
[0074]具体的，在采样车23完成采样操作后，采样车23向工业控制计算机22发送采样完成信号；工业控制计算机22获取所述采样完成信号，并依据所述采样完成信号生成采样完成报警信号，输出至报警器24 ;报警器24获取所述采样完成报警信号，并依据所述采样完成报警信号报警。
[0075]参见图3，本发明另一实施例公开的一种工业控制计算机依据摄像机获取的图像得到运煤车车厢的车厢边缘的方法流程图，所述方法应用于工业控制计算机22，所述方法包括步骤:
[0076]S121、获取摄像机21输出的图像，并将所述图像转化为图片；
[0077]S122、对所述图片进行压缩和灰度转化，得到灰度转化图片；
[0078]需要说明的一点是，对图片进行压缩和灰度转化的目的是减小图片所占的内存空间，加快工业控制计算机22对图片的处理速度。
[0079]S123、对所述灰度转化图片进行量化和分割，得到分割后小图片；
[0080]其中，量化是将图片所代表的的物理量分割成有限的离散等级，以使观测数据可用一定字长的二级制码表示。
[0081 ] 分割包括对图片的横向和纵向两个方向的分割。
[0082]S124、将各所述分割后小图片逐一进行灰度对比，依据相邻所述分割后小图片的灰度突变情况，可以得到所述运煤车车厢的车厢边缘。
[0083]需要说明的一点是，由于车厢边缘和煤的颜色在图片上存在差异，因此可以利用相邻的分割后小图片的灰度突变情况，得到车厢边缘。
[0084]与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种采样机。
[0085]参见图2，本发明实施例公开的一种采样机的结构示意图，采样机包括:摄像机21、工业控制计算机22和采样车23 ；
[0086]其中:
[0087]摄像机21用于获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并输出所述图像。
[0088]其中，摄像机21设置在运煤车车厢指定停车位的上方，并且摄像机21与指定车位中任一位置运煤车车厢边缘线所作的垂直线与水平面之间的夹角大于煤炭的静安息角。
[0089]优选的，摄像机21可以为广角摄像机，摄像机21在实际安装时可以设置在指定停车位的正上方。
[0090]工业控制计算机22与摄像机21连接，工业控制计算机22用于获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘；判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘；若所述车厢边缘没有超出所述标准车厢边缘，在所述车厢边缘内随机布置采样点；依据采样点位置输出与所述采样点位置对应的采样控制信号；
[0091]采样车23与工业控制计算机22连接，采样车23用于获取工业控制计算机22输出的所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
[0092]综上可以看出，本发明将整个运煤车车厢作为采样区域，因此，省去了在运煤车车厢中选取采样区域的环节，如此有效避免了人为因素对煤炭采样过程的影响，增强了采样过程的透明性，从而提高了对整个运煤车车厢中煤炭质量估测结果的准确性。
[0093]而且，采样区域选取环节的省去还加快了采样点随机布置的速度，从而提高了采样机的采样效率。
[0094]参见图4，本发明实施例公开了一种采样机的结构原理示意图，摄像机21设置在运煤车车厢01指定停车位的上方，工业控制计算机22在图4中未示出，采样车23包括第一采样车231和第二采样车232，第一采样车231用于采样车23的前后移动，第二采样车232用于在第一采样车231上左右移动，其中第二采样车232上设置有用于采集煤炭的采样器(图4中未示出)。
[0095]为进一步优化图2公开的实施例，采样机还包括:报警器24 ;报警器24与工业控制计算机22连接，报警器24用于若所述车厢边缘超出所述标准车厢边缘，获取工业控制计算机22依据不同的异常情况输出的不同报警控制信号，并依据不同的所述报警控制信号发出不同的报警信号，其中，所述异常情况为工业控制计算机22依据所述车厢边缘的超出情况判断得到。
[0096]其中，运煤车车厢的异常状况具体可以为运煤车车厢的停车位置有误、运煤车车厢超载，也可以为无摄像信息输入、定位结果不正常、车厢边缘超出标准车厢边缘等。
[0097]报警器24可以为声光报警器、声报警器或是光报警，当报警器24为声光报警器时，在声光报警器中可以预先设定不同的控制信号对应不同的声或光或声光组合的报警信号。例如，当控制信号为停车位置有误时，声光报警器发声；当控制信号为运煤车车厢超载时，声光报警器发红光；当控制信号为无摄像信息输入时，声光报警器既发声又发光，等等，本发明在此不做限定。
[0098]为进一步优化上述实施例，采样机还可以包括:显示器25 ；
[0099]显示器25与工业控制计算机22连接，用于显示工业控制计算机22处理分析后的图像，以及车厢边缘与标准车厢边缘的对比图像。
[0100]优选的，摄像机21、采样车23、报警器24以及显示器25分别与工业控制计算机22通过信号电缆连接。
[0101]本发明为保护信号电缆不受干扰，在信号电缆外还套设有信号电缆保护管，信号电缆保护管还具有防进水、防腐蚀、防破坏等功能。
[0102]信号电缆保护管可以为尼龙管或是聚乙烯波纹管或是不锈钢保护套管，等等。
[0103]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0104]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种采样方法，其特征在于，应用于采样机，所述采样机包括:摄像机、工业控制计算机和采样车，所述摄像机和所述采样车分别与所述工业控制计算机连接； 所述方法包括: 所述摄像机获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并将所述图像输出至所述工业控制计算机； 所述工业控制计算机获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘； 所述工业控制计算机判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘； 若所述车厢边缘没有超出所述标准车厢边缘，所述工业控制计算机在所述车厢边缘内随机布置米样点； 所述工业控制计算机依据采样点位置向所述采样车输出与所述采样点位置对应的采样控制信号； 所述采样车获取所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
2.根据权利要求1所述的采样方法，其特征在于，所述采样机还包括与所述工业控制计算机连接的报警器，所述采样方法还包括: 若所述车厢边缘超出所述标准车厢边缘，所述工业控制计算机依据所述车厢边缘的超出情况，判断所述运煤车车厢的异常状况； 所述工业控制计算机依据不同的所述异常情况向所述报警器输出不同的报警控制信号，以控制所述报警器发出不同的报警信号。
3.根据权利要求2所述的采样方法，其特征在于，还包括: 在采样人员依据所述报警信号完成与所述报警信号相应的补正操作后，若所述报警器仍报警，所述工业控制计算机在所述车厢边缘内缩小布置采样点的范围。
4.根据权利要求2所述的采样方法，其特征在于，还包括: 在所述采样车完成采样操作后，所述工业控制计算机向所述报警器输出采样完成报警信号控制所述报警器报警。
5.根据权利要求1所述的采样方法，其特征在于，所述，所述工业控制计算机获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘，包括: 所述工业控制计算机获取所述图像，并将所述图像转化为图片； 对所述图片进行压缩和灰度转化，得到灰度转化图片； 对所述灰度转化图片进行量化和分割，得到分割后小图片； 将各所述分割后小图片逐一进行灰度对比，依据相邻所述分割后小图片的灰度突变情况，得到所述运煤车车厢的车厢边缘。
6.根据权利要求1所述的采样方法，其特征在于，所述异常情况为所述运煤车车厢的停车位置有误或是所述运煤车车厢超载。
7.一种米样机，其特征在于，包括: 摄像机，用于获取运煤车停止后运煤车车厢及其周边环境的图像，并将所述图像输出至所述工业控制计算机； 与所述摄像机连接的工业控制计算机，用于获取所述图像，并对所述图像进行分析处理，得到所述运煤车车厢的车厢边缘；判断所述车厢边缘是否超出预存储的标准车厢边缘；若所述车厢边缘没有超出所述标准车厢边缘，在所述车厢边缘内随机布置采样点；依据采样点位置向所述采样车输出与所述采样点位置对应的采样控制信号； 与所述工业控制计算机连接的采样车，用于获取所述采样控制信号，并依据所述采样控制信号运行到所述采样点位置的正上方进行采样。
8.根据权利要求7所述的采样机，其特征在于，所述采样车包括第一采样车和第二采样车，所述第一采样车用于所述采样车的前后移动，所述第二采样车用于在所述第一采样车上左右移动，其中，所述第二采样车上设置有用于采集煤炭的采样器。
9.根据权利要求7所述的采样机，其特征在于，还包括: 与所述工业控制计算机连接的报警器，用于若所述车厢边缘超出所述标准车厢边缘，获取所述工业控制计算机依据不同的异常情况输出的不同报警控制信号，并依据不同的所述报警控制 信号发出不同的报警信号，其中，所述异常情况为所述工业控制计算机依据所述车厢边缘的超出情况判断得到。
10.根据权利要求9所述的采样机，其特征在于，所述报警器为声光报警器。
11.根据权利要求7所述的采样机，其特征在于，还包括: 与所述工业控制计算机连接的显示器，用于显示所述工业控制计算机处理分析后的所述图像，以及所述车厢边缘与所述标准车厢边缘的对比图像。
12.根据权利要求7所述的采样机，其特征在于，所述摄像机与所述工业控制计算机通过信号电缆连接。
13.根据权利要求12所述的采样机，其特征在于，所述信号电缆的外部套设有信号电缆保护管。
14.根据权利要求13所述的采样机，其特征在于，所述信号电缆保护管为尼龙管或是聚乙烯波纹管或是不锈钢保护套管。
15.根据权利要求7所述的采样机，其特征在于，所述摄像机为广角摄像机。
【文档编号】G01N1/04GK103792108SQ201410085221
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】罗元辉 申请人:湖南万通科技有限公司