一种排土场电子围栏的生成方法与流程

1.本技术涉及排土场车辆运行安全监控技术领域，尤其涉及一种排土场电子围栏的生成方法。


背景技术：

2.随着网络技术的快速发展，针对排土场卸排的运行安全、加强排土场现场安全监测监督等问题，日益成为各级政府、矿山企业以及互联网公司的重点研究方向；其中，排土场卸排的运行安全问题，也是各个研究部分的难点问题。
3.电子围栏是一种虚拟化的地理围栏，可以结合网络技术进行围栏边界识别以及越界示警，具有安全性高、操作简单以及提高系统安全防范等级等优点被应用于排土场车辆运行安全监控技术领域。进一步，在对排土场车辆运行安全监控过程中可以采用静态电子围栏技术进行监控，也可以采用动态电子围栏技术进行监控，其中，基于动态电子围栏的露天矿排土场车辆运行安全监控系统是由车载终端、北斗高精度定位终端和前端围栏，以及相关的监控设备等组成。它是在现代公共安全用电子围栏经过多年的演变和改进的基础上，综合考虑露天矿山排土场的现实场景、设备工作环境、可采集设备信号、以及排土场挡墙在确保安全生产方面的局限性，结合新技术、新方法，形成的一种新型的、成熟的周界报警产品，它一改以前周界预警中单纯的静态围栏、事后报警的传统模式，强调了以预警为主，动态更新围栏为支撑、报警为辅兼有警示作用的周界预警新概念，更加符合露天矿山排土场无人值守、高扬尘低可见场景下的防护需求。


技术实现要素：

4.本技术解决的技术问题是：如何根据实际情况动态实时调整排土场电子围栏。本技术提供了一种排土场电子围栏的生成方法，本技术实施例所提供的方案中，通过每次渣土车驶离排土场电子围栏时，根据缓冲区算法计算渣土车在排土场电子围栏内所运动所对应的缓冲区，根据缓冲区来对排土场电子围栏进行动态调整。通过将缓冲区与调整排土场电子围栏相结合，不仅能根据填埋进度逐步动态推进电子围栏位置，方便夜间作业人员进行矿渣倾倒作业，又能够保障作业人员和车辆的安全；还提供了一种新的模拟露天矿区排土场堆砌过程中挡墙的延展方案。
5.第一方面，本技术实施例提供一种排土场电子围栏的生成方法，该方法包括：
6.构建初始排土场电子围栏，实时记录驶入所述初始排土场电子围栏内的渣土车的信息，其中，所述信息包括驶入和驶离所述初始排土场电子围栏的时间信息以及车辆信息；
7.根据所述时间信息以及车辆信息确定所述车辆在所述初始排土场电子围栏内的轨迹，根据缓冲区算法以及所述轨迹计算所述渣土车所对应的缓冲区，将所述缓冲区与历史缓冲区进行合并得到新的缓冲区；
8.根据所述新的缓冲区对所述初始排土场电子围栏进行动态调整得到调整后的电子围栏。
9.可选地，构建初始排土场电子围栏，包括：构建具有多层台阶的排土场平面模型，在所述平面模型上标记每层的位置以及高程信息；根据预设的排土场设计参数在所述平面模型上构建一个虚拟地理边界得到所述初始排土场电子围栏。
10.可选地，根据缓冲区算法以及所述轨迹计算所述渣土车所对应的缓冲区，包括：根据所述渣土车的轮距以及车载定位仪的安装位置计算缓冲距离，根据所述缓冲区算法构建以所述轨迹为中心轴线、所述缓冲距离为半径的平行条带多边形；驱动平行条带多边形模拟所述渣土车行驶过程得到所述渣土车所对应的缓冲区。
11.可选地，根据所述新的缓冲区对所述初始排土场电子围栏进行动态调整得到调整后的电子围栏，包括：识别并提取所述新的缓冲区的外围凸多边形，根据所述多边形得到所述调整后的电子围栏。
12.可选地，还包括：将所述调整后的电子围栏下发给车载终端，根据距离计算公式实时计算渣土车的实际位置与电子围栏之间的空间距离；根据所述空间距离生成报警信息，并反馈所述报警信息，以使得司机和管理员根据所述报警信息执行相应操作。
13.可选地，还包括：在所述调整后的电子围栏中设置车辆出入口，并过滤掉所述车辆出入口的报警点得到更新后的电子围栏；将所述更新后的电子围栏下发到车载终端。
14.第二方面，本技术提供一种计算机设备，该计算机设备，包括：
15.存储器，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
16.处理器，用于执行存储器中存储的指令执行第一方面所述的方法。
17.第三方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的方法。
附图说明
18.图1为本技术实施例所提供的一种排土场电子围栏的生成方法的流程示意图；
19.图2为本技术实施例所提供的一种初始排土场电子围栏的示意图；
20.图3为本技术实施例所提供的一种实时记录驶入初始排土场电子围栏内的渣土车的信息的示意图；
21.图4为本技术实施例所提供的一种根据缓冲区算法计算渣土车所对应的缓冲区的示意图；
22.图5本技术实施例提供的一种缓冲区合并的示意图；
23.图6本技术实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
24.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
25.以下结合说明书附图对本技术实施例所提供的一种排土场电子围栏的生成方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：
26.步骤101，构建初始排土场电子围栏，实时记录驶入所述初始排土场电子围栏内的渣土车的信息，其中，所述信息包括驶入和驶离所述初始排土场电子围栏的时间信息以及车辆信息。
27.在本技术实施例所提供的方案中，作为一种可能实现的方式，构建初始排土场电子围栏，包括：构建具有多层台阶的排土场平面模型，在所述平面模型上标记每层的位置以及高程信息；根据预设的排土场设计参数在所述平面模型上构建一个虚拟地理边界得到所述初始排土场电子围栏。
28.作为举例，在本技术实施例所提供的方案中，首先构建具有多个高低台阶的排土场的平面电子模型，然后在该平面模型上标记各层台阶的位置以及高程信息等，再根据排土场的规划和设计参数在该平面电子模型上构建一个虚拟地理边界得到初始排土场电子围栏。参见图2为本技术实施例提供的一种初始排土场电子围栏的示意图，其中，图2中“第一排土场”即指此处所提的“初始排土场”。
29.进一步，对于排土场会有渣土车不定时驶入和/或驶出，随着渣土车在排土场中倾倒作业，会使得排土场各层的位置以及高程信息发生变化，进而使得排土场实际边缘挡墙的位置发生变化。也就是说，排土场实际边缘挡墙位置是动态变化的，而排土场实际边缘挡墙的位置发生变化会影响作业人员和车辆的安全，只有作业人员及时知晓挡墙的位置才能避免不安全事件的发生。因此，为了使得作业人员及时知晓挡墙的位置，需要实时记录驶入该初始排土场电子围栏的渣土车的信息。作为举例，该信息包括但也不限制于渣土车驶入、驶离初始排土场电子围栏的时间信息，车辆信息(如车辆id或编号)，车辆的经度、纬度以及高程信息等。
30.又作为举例，参见图3，在渣土车上安装有车载定位仪(如高精度车载定位仪)，渣土车在行驶过程中通过车载定位仪定位渣土车在行驶过程中的实时位置(例如，经度、维度或者高程信息)，根据实时位置确定其对应的轨迹点，并通过地理围栏算法对各个轨迹点进行实时解析判断其是否位于初始排土场电子围栏内，例如，采用射线法判断该轨迹点是否落在初始排土场电子围栏所对应的多边形的内部。若检测到该渣土车开始有轨迹点位于初始排土场电子围栏的内部，说明该渣土车驶入了初始排土场电子围栏的内，记录第一次采集到轨迹点位于初始排土场电子围栏内的时间(即驶入时间)，车辆id、经度、纬度以及高程信息等。若检测在一定时间段内渣土车所运行的轨迹点位于初始排土场电子围栏的内部，而在其后时间段内渣土成所运行轨迹点位于初始排土场电子围栏的外部，说明渣土车驶离了该初始排土场电子围栏，记录该渣土车第一次从初始排土场电子围栏内部运动到外部的轨迹点所对时间(即驶出时间)、经度、纬度以及高程信息等。统计所有位于初始排土场电子围栏内的轨迹点，生成一条进出初始排土场电子围栏的行驶记录，并分别记录渣土车驶入以及驶出初始排土场电子围栏内的时间、辆信息(如车辆id或编号)等。
31.又作为举例，在地理信息系统的电子地图上构建该初始排土场电子围栏，并根据地理信息的电子地图上标记初始排土场电子围栏各层的位置以及高程信息，然后在地理信息系统的电子地图上利用多边形工具对初始排土场电子围栏进行信息标定，其中，标定的信息包括排土场所对应的多边形的位置、id、多边形的拐点、经度、纬度以及高程信息等；并在已标定的初始排土场电子围栏上设置海拔信息或者其他信息等。在渣土车驶离该初始排土场电子围栏后，读取该标定的信息，如车辆的经度、纬度以及高程信息等。
32.步骤102，根据所述时间信息以及车俩信息确定所述车辆在所述初始排土场电子围栏内的轨迹，根据缓冲区算法以及所述轨迹计算所述渣土车所对应的缓冲区，将所述缓冲区与历史缓冲区进行合并得到新的缓冲区。
33.在本技术实施例所提供的方案中，作为一种可能实现的方式，根据缓冲区算法以及所述轨迹计算所述渣土车所对应的缓冲区，包括：根据所述渣土车的轮距以及车载定位仪的安装位置计算缓冲距离，根据所述缓冲区算法构建以所述轨迹为中心轴线、所述缓冲距离为半径的平行条带多边形；驱动平行条带多边形模拟所述渣土车行驶过程得到所述渣土车所对应的缓冲区。
34.在本技术实施例所提供的方案中，若渣土车完成了在排土场内的倾倒渣土的作业，驶出初始排土场电子围栏，该倾倒渣土作业的行为可能会对排土场边缘实际挡墙的位置造成影响，故每次在渣土车倾倒渣土作业完成驶出排土场时，需要实时动态调整初始排土场电子围栏。
35.作为举例，参见图4，渣土车在每次驶出初始排土场电子围栏后，根据渣土车在初始排土场电子围栏内的轨迹点形成一条渣土车在该初始排土场电子围栏内运行轨迹；以及确定渣土车的轮距和车载定位仪的安装位置；然后，根据该运行轨迹、轮距以及定位仪的安装位置计算缓冲距离，例如，缓冲区边缘距离中线轴线的长度；接着，根据缓冲区算法以渣土车在初始排土场电子围栏中的运行轨迹作为中心轴线，确定出距该中心轴线的距离为该缓冲距离的平行条带多边形，驱动平行条带多边形运动模拟渣土车在初始排土场电子围栏内的行驶过程，构建该渣土车所对应的缓冲区。
36.又作为举例，设渣土车在初始排土场电子围栏内运行轨迹为s，以运行轨迹s为中心轴线构建缓冲区。在构建缓冲区的过程中，首先在运行轨迹s在其上设置多个不同点，并计算各点的坐标，如设运行轨迹s的一端点为a，其坐标为(xa，ya)，与端点a临近的点b，其坐标为(xb，yb)，如点b与点a之间的距离为预设距离，该预设距离可以被配置。设点a和点b所组成的线段与x轴之间的正向夹角为α，令δx＝x
b-xa，δy＝y
b-ya；当δx＞0时，α＝arctg(δy/δx)；当δx＜0时，α＝arctg(δy/δx)+π；当δx＝0时，若y
b-ya＞0，α＝π/2；若y
b-ya≤0，α＝3π/2。在运行轨迹s上第i个点的坐标为(x
i，
yi)，其中，xi＝xa+r*cs(α+i*ε)，其中，r表示缓冲距离，ε表示任意两点之间的间距或步长。
37.然后，根据r生成中心轴线s的左右两侧平行曲线，如在中心轴线s的前进方向上取垂线，获取偏移点，利用数据模块的库方法，求解中线轴线s上两点间的双曲反正弦；其中，
38.设中心轴线上点的表示形式为line格式，其中，line格式是指以[[lng，lat]，[lng，lat]]形式来表示各点的坐标，并通过如下公式求解中线轴线s上两点间的双曲反正弦：
[0039]
θ＝math.asinh((line[i+1][0]-line[i][0])/(line[i+1][1]-line[i][1]))
[0040]
其中，θ表示两点之间的反双曲正弦的夹角。
[0041]
如设在垂直方向获取两个偏移点a和b，在中心轴线s的前进方向上取垂线，获取的偏移点a为(line[i][0]-r*math.cos(d)，line[i][0]+r*math.sin(d))，获取的偏移点b为(line[i][0]+r*math.cos(d)，line[i][0]-f*math.sin(d))。
[0042]
接着，处理转角弧度以及确定各点所对应的缓冲区。具体的，设转角处为点的缓冲区，而点又分为凸点和凹点，其中，凸点所对应的缓冲区为凸点缓冲区，凹点所对应的缓冲
区为凹点缓冲区。作为举例，根据点缓冲去的计算方法，求解缓冲区半径所对应的圆弧，然后进行拟合得到凸点所对应的缓冲区。进一步，在确定出各个点所对应的缓冲区之后，将各点对应的缓冲区边界连接，得到缓冲区。
[0043]
进一步，在本技术实施例所提供的方案中，在计算出驶出排土场的渣土车所对应的缓冲区之后，将该缓冲区域历史缓冲区进行合并得到新的缓冲区。
[0044]
作为举例，缓冲区为闭合曲线，附加信息包括初始排土场电子围栏id、高程信息、缓冲多边形等；历史缓冲区为呈现不规则形状的多重嵌套多边形，附加信息包括初始排土场电子围栏id、高程信息、缓冲多边形等；利用联合分析算法，将该缓冲区与历史缓冲区进行合并，计算得出联合缓冲区的重组边界，以此重新更新历史缓冲区，其输出数据内容包括初始排土场电子围栏id、高程信息、生成时间、更新时间、多重嵌套多边形。本技术实施例所提供的方案中，利用联合分析算法，将该缓冲区域历史缓冲区进行合并得到新的缓冲区，实现缓冲区动态重组与外扩。参见图5为本技术实施例提供的一种缓冲区合并的示意图。
[0045]
步骤103，根据所述新的缓冲区对所述初始排土场电子围栏进行动态调整得到调整后的电子围栏。
[0046]
在本技术实施例所提供的方案中，将计算出的缓冲区与历史缓冲区合并得到新的缓冲区之后，还需要根据新的缓冲区对初始排土场电子围栏进行动态调整得到调整后的电子围栏。作为一种可能的实现方式，根据所述新的缓冲区对所述初始排土场电子围栏进行动态调整得到调整后的电子围栏，包括：识别并提取所述新的缓冲区的外围凸多边形，根据所述多边形得到所述调整后的电子围栏。
[0047]
作为举例，利用空间数据处理相关算法，分析融合后形成不规则形状，识别并提取外围凸多边形。这种通过凸包简化形成的多边形，即为调整后的电子围栏。具体的，通过缓冲区合并所得到的新的缓冲区多呈现不规则形状的多重嵌套多边形，识别出新的缓冲区最外围凸多边形，输出称为排土场内“动态电子围栏”，组成数据多为一个由多个轨迹点组成的简化闭合区域多边形，特殊情况下出现多个、独立、不嵌套单环多边形，系统通过定时器的方法不断的进行重新识别，将发生变化的“动态电子围栏”信息重新下发到终端及系统平台，输出数据内容包括排土场静态电子围栏id、高程信息、生成时间、更新时间、凸多边形。
[0048]
本技术实施例所提供的方案中，通过每次渣土车驶离排土场电子围栏时，根据缓冲区算法计算渣土车在排土场电子围栏内所运动所对应的缓冲区，根据缓冲区来对排土场电子围栏进行动态调整。通过将缓冲区与调整排土场电子围栏相结合，不仅能根据填埋进度逐步动态推进电子围栏位置，方便夜间作业人员进行矿渣倾倒作业，又能够保障作业人员和车辆的安全；还提供了一种新的模拟露天矿区排土场堆砌过程中挡墙的延展方案。
[0049]
进一步，为了对进入排土场电子围栏内的车辆进行预警，在一种可能实现的方式中，本技术实施例所提供的方案，还包括：
[0050]
将所述调整后的电子围栏下发给车载终端，根据距离计算公式实时计算渣土车的实际位置与电子围栏之间的空间距离；
[0051]
根据所述空间距离生成报警信息，并反馈所述报警信息，以使得司机和管理管根据所述报警信息执行相应操作。
[0052]
作为举例，在本技术实施例所提供的方案中，以伪三维的形式描绘显示在电子地图上实时显示排土场电子围栏，并显示渣土车的实时信息；根据两点间的距离计算公式，实
时计算渣土车与排土场电子围栏所对应的多边形之间的距离。将该距离与预设的安全距离进行对比；若该距离大于该预设的安全距离，则不会向车载终端和/或平台发送报警信息；若该距离小于或等于该预设的安全距离，则向车载终端和/或发送报警信息，以使得司机或平台管理人员及时了解车辆以及人员在排土场内的安全情况，以达到示警的目的。
[0053]
进一步，在本技术实施例所提供的方案中，渣土车出入排土场的位置会随着排土场台阶不断升高而发生变化，为了减少噪声干扰，在车辆出入口以手动的方式设置虚拟矩形入口，过滤掉入口处的报警点，再将更新后的动态电子围栏下发到终端。
[0054]
在本技术实施例所提供的方案中，作为一种可能实现方式，还包括：
[0055]
在所述调整后的电子围栏中设置车辆出入口，并过滤掉所述车辆出入口的报警点得到更新后的电子围栏；将所述更新后的电子围栏下发到车载终端。
[0056]
作为举例，在电子地图上采用多边形工具标定排土场入口位置，并转换为入口地理围栏，采集信息包括排土场静态电子围栏id、拐点经度、拐点纬度；获取排土场电子围栏中的凸多边形，过滤掉“入口地理围栏”内的轨迹点，重新更新动态电子围栏，再次下发到终端。
[0057]
参见图6本技术提供一种计算机设备，该计算机设备，包括：
[0058]
存储器61，用于存储至少一个处理器所执行的指令；
[0059]
处理器62，用于执行存储器中存储的指令执行图1所述的方法。
[0060]
本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行图1所述的方法。
[0061]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0062]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0063]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0064]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0065]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精
神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。