一种基于物料自动采集转运的车厢定位方法、定位系统及物料自动采样系统

摘要

本发明公开了一种基于物料自动采样转运的车厢定位方法、定位系统及物料自动采样系统，该方法的步骤包括：（1）获取车辆的停斜角度值；（2）通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位：先根据车厢位置生成标准采样区域，再根据车辆的停斜角度值将所述标准采样区域相应偏转该停斜角度值。该定位系统系统用来实施上述方法，物料自动采样系统进一步包含上述定位系统。本发明具有原理简单、定位精度高等优点。

说明书

技术领域

本发明主要涉及到物料运输或物料运输技术领域，特指一种适用于车辆上车厢位置精确定位的方法、定位系统及物料自动采样系统。

背景技术

目前，在物料运输或物流运输等领域，均存在需要多种转运或采集设备相互配合的情况，各设备之间也采用了较多的智能化设备进行配合优化。例如，以制样采样为例，首先是通过运输车辆将物料运送至一指定位置，然后再用采样设备直接对位于指定位置上的车辆自动进行样品采集。由于车辆是依靠驾驶员的经验和驾驶技术来完成的，在这个过程中，为了保证自动采样的准确性，需要先判断车辆上装载有物料的车厢是否位于最佳配合的位置，只有在最佳的位置处进行采样才能使样本更具代表性。另有一些别有用心的人，故意将运输车辆停成具有一定斜角，造成车厢内存在若干个自动采样无法采集到的死角区，这就造成所生成的采样区域存在很大的采样盲区，导致盲区内的样品无法采集，出现以次充好的情况。

现有车厢定位方式是通过超声波开关在移动中记录车厢进入测量距离时的坐标来确定车厢的位置，并且传感器须安装在垂直于车厢侧面。上述这种方式，参见图1，图中A和B是传感器的两个运动方向，C为超声波开关形成的声锥，首先当车厢和车道不平行时会造成采样区死角，即存在无法正常采样的区别，造成样品采集的代表性不够；其次，根据超声波原理超声波产生的具有一定锥度的声锥，如果被测物体越远，声锥会越大，感应区开阔角越大，对物体的位置检测有很大的影响。第三，如果车厢存在较大的倾斜，将会令采样设备在采样过程中与车厢发生碰撞，出现损坏的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、定位精度高的车厢定位方法、定位系统及物料自动采样系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于物料自动采样转运的车厢定位方法，其步骤包括：

（1）获取车辆的停斜角度值；

（2）通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位：先根据车厢位置生成标准采样区域，再根据车辆的停斜角度值将所述标准采样区域相应偏转该停斜角度值。

作为本发明的进一步改进：所述步骤（1）的步骤包括：

（1.1）设置位置传感器，位置传感器沿着与车厢位置中一个侧边平行的方向运动；

（1.2）位置传感器从一侧极限位置往另一侧运动时，首次检测到车厢的位置为起点，最后检测到车厢的位置为终点；

（1.3）在起点与终点之间判断出原点，计算出步骤（1.2）中原点与终点之间的距离差，结合所述距离差与车厢长度值计算出车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位。

作为本发明的进一步改进：在进行步骤（1）之前，还进一步对车辆是否进入正常采样区域进行检测。

作为本发明的进一步改进：所述原点判断的过程为：

（a）位置传感器从初始点开始移动，扫描车边距离，记录车边距离坐标；

（b）判断车边距离坐标的数据值；

（b.1）如果车边距离数据为一个稳定的值，则传感器首测距离坐标点为原点，采样装置的标准采样区域偏转0度；

（b.2）如果车边距离数据为一个由大变小、再变大的值，则将最小数据点坐标为原点，根据原点和终点距离数据判断车辆角度，采样装置的标准采样区域逆时针偏转角度；

（b.3）如果车边距离数据为一个由稳定值变小的值，则将开始变小的转点处坐标作为原点，根据原点和终点距离数据判断车辆角度，采样装置的标准采样区域顺时针偏转角度。

作为本发明的进一步改进：所述位置传感器为激光类传感器、声波类传感器、或接触开关类传感器。

作为本发明的进一步改进：所述位置传感器为激光类传感器，所述激光类传感器安装在高于车厢的移动天车上，所述激光类传感器的安装板具有角度可调和刻度指示。

作为本发明的进一步改进：根据车厢位置生成标准采样区域时，结合车厢的所在位置和车厢的尺寸生成。

本发明进一步提供一种基于物料自动采样转运的车厢定位系统，其特征在于，包括：

角度获取装置，用来获取车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位；

处理器，用来根据车厢位置生成标准采样区域，再根据车辆的停斜角度值将所述标准采样区域相应偏转该停斜角度值。

作为本发明的进一步改进：所述角度获取装置包括位置传感器，所述位置传感器沿着与车厢位置中一个侧边平行的方向运动；位置传感器从一侧极限位置往另一侧运动时，首次检测到车厢的位置为起点，最后检测到车厢的位置为终点，起点与终点之间具有原点位置；所述处理器结合原点与终点之间的距离值来计算车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和标准的车厢规格参数对车厢进行定位。

本发明进一步提供一种物料自动采样系统，包括采样头，包括上述任意一项所述的车厢定位系统，所述采样头根据所述车厢定位系统确定的采样区域进行采样。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的基于物料自动采样转运的车厢定位方法、定位系统及物料自动采样系统，即使在车辆车厢的停斜的时候依然能获得准确的采样区域，保证采样的代表性，更进一步地，其原理简单、易实现，利用位置传感器的运动，能够实时、准确地得到车厢的位置，以便对车厢位置进行精确定位，大大提高了后续对车厢内物料采集的精确度和可靠性。

附图说明

图1是现有定位方式的原理示意图。

图2是本发明在具体应用实例中的原理示意图。

图3是本发明在具体应用实例中进行原点判断时的流程示意图。

图4是本发明在具体应用实例中进行原点判断时情况一的示意图。

图5是本发明在具体应用实例中进行原点判断时情况二的示意图。

图6是本发明在具体应用实例中进行原点判断时情况三的示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图2所示，本发明的一种基于物料自动采集自动采样转运的车厢定位方法，其步骤包括：

（1）获取车辆的停斜角度值；

（2）通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位：先根据车厢位置生成标准采样区域，标准采样区域是符合采样要求的采样范围，只有在标准采样区域中进行采样才能使样本具备代表性和完整性；再根据车辆的停斜角度值将所述标准采样区域相应偏转该停斜角度值。

在进行步骤（1）之前，还可以进一步对车辆是否进入正常采样区域进行检测，即利用传感器检测车辆是否处于采样设备的工作区域。具体地，可在正常采样区域的前端设置挡板防止车辆开过头而冲到正常采样区域前端以外，同时设置传感器，根据正常采样区域的末端是否有车辆进入，且车辆进入后传感器是否还感测到车辆而判断车辆是否仍有部分位于正常采样区域末端以外。

在本实施例中，步骤（1）的具体步骤为：

（1.1）设置位置传感器，位置传感器沿着与车厢标准位置中一个侧边平行的方向运动，该方向可以为车厢的长度方向，也可以为车厢的宽度方向；所述车厢标准位置（即预设的车厢按要求停好后的标准位置）为车辆的预定目标位置。位置传感器可以根据实际需要安装于天车等移动设备上，将位置传感器安装在天车上时，其处于比较高的位置而不会被人或车子碰到，这样不易被人为损坏或车子碰坏。

（1.2）位置传感器从一侧极限位置（即位置传感器预设行程中端点位置）往另一侧运动时，首次检测到车厢的位置为起点，最后检测到车厢的位置为终点；

（1.3）在起点与终点之间判断出原点，计算出步骤（1.2）中原点与终点之间的距离差，结合所述距离差与车厢长度值计算出车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和标准的车厢规格参数对车厢进行定位。

具体地，根据cosα=L1/L2,其中L1为原点和终点之间的距离差，L2为车厢长度值，α为车厢的停斜角度值，由此可计算得出车厢的停斜角度值。

在完成步骤（2）后，进一步根据车辆的停斜角度及车厢定位信息自动生成覆盖全车的采样区域，所述采样区域与车厢轮廓重合，无采样盲区。

当然，本发明也可以根据实际需要，采用其他形式的位置传感器，如声波类、接触开关类等等，也应属于本发明的保护范围。

在一个具体应用实例中，参见图2和图3所示，步骤（1）中进行原点判断时的具体流程为：

（a）位置传感器从初始点开始移动，扫描车边距离，记录车边距离坐标，所述车边距离为位置传感器到车厢边缘的距离，所述车边距离坐标为车厢边缘的位置；

（b）判断车边距离坐标的数据值；

（b.1）如果车边距离数据为一个稳定的值，则传感器首测距离坐标点为原点，采样装置的标准采样区域偏转0度，参见图4；

（b.2）如果车边距离数据为一个由大变小、再变大的值，则将最小数据点坐标为原点，根据原点和终点距离数据判断车辆角度，采样装置的标准采样区域逆时针偏转角度，参见图5；

（b.3）如果车边距离数据为一个由稳定值变小的值，则将开始变小的转点处坐标作为原点，根据原点和终点距离数据判断车辆角度，采样装置的标准采样区域顺时针偏转角度，参见图6。

在其他的实施例中，测角度还可以采用其他多种方式，例如在A、B两点分别设置一个传感器，位置传感器就不需要运动了，也可以测出角度。

进一步地，根据车厢定位信息生成标准采样区域时，根据车厢的所在位置和车厢的尺寸生成。具体地，可以根据上述车厢的相对原点位置得知车厢的所在位置，常用的车厢的尺寸预存在系统中，通过司机刷卡即可根据其车型等得知车厢尺寸，可以理解，本发明的车厢定位方法也可通过传感器等测量车厢的规格参数。

本发明进一步提供了一种基于物料自动采样转运的车厢定位系统，其包括：

角度获取装置，用来获取车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位；

处理器，用来根据车厢位置生成标准采样区域，再根据车辆的停斜角度值将所述标准采样区域相应偏转该停斜角度值。

本实施例中，所述角度获取装置包括位置传感器，所述位置传感器沿着与车厢位置中一个侧边平行的方向运动，所述车厢位置为车辆的预定目标位置；位置传感器从一侧极限位置往另一侧运动时，首次检测到车厢的位置为起点，最后检测到车厢的位置为终点，起点与终点之间有车厢位置的原点；处理器，利用位置传感器检测的信号计算出原点和终点之间的距离差，结合距离差与标准的车厢长度值计算出车辆的停斜角度值，通过车辆的停斜角度值和车厢规格参数对车厢进行定位。

本实施例中，位置传感器为激光类传感器，所述激光类传感器安装在高于车厢的移动天车上，所述激光类传感器的安装板具有角度可调和刻度指示。

当然，本发明也可以根据实际需要，采用其他形式的位置传感器，如声波类、接触开关类等等，也应属于本发明的保护范围。

本实施例中，处理器与自动采样装置相连，所述处理器根据车辆的停斜角度及车厢定位信息自动生成覆盖全车的采样区域，并将得到的采样区域发送至自动采样装置。

本发明进一步提供了一种物料自动采样系统，包括采样头，还包括上述的车厢定位系统，所述采样头根据所述车厢定位系统确定的采样区域进行采样。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。