一种减少误差测量煤场存煤的方法与流程

1.本发明涉及干煤棚内存煤测量技术领域，尤其涉及一种减少误差测量煤场存煤的方法。


背景技术：

2.干煤棚结构发展至今已有二十年的历史，使用过的结构形式主要有平面刚架、平面桁架、平面拱以及柱面网壳结构。根据已经建成的干煤棚结构的技术经济指标的比较，柱面网壳具有明显的优势，目前已成为干煤棚结构的主要结构形式。采用网架结构，使屋面承重力降低，一般说来每平方米投影面积用钢材40-70公斤。随着我国电力事业的发展，干煤棚得到了广泛的建设与研究。由于环保要求和建设用地的严格控制，煤炭的散堆方式必须被封闭储装方式所取代，所以干煤棚的建设近年来在我国蓬勃发展起来。一般来说，干煤棚结构的主要作用就是在煤场上加盖，以防止煤炭下雨时受淋和刮风时污染环境，是一项节能和环保工程。干煤棚的建筑功能主要是大型的储存库房。所以它必须具有一定的储存和作业空间，即结构必须能满足一定的净空要求，而且它的有效使用空间的截面形状是梯形，作业空间的包络线接近弧形。干煤棚结构的长度和宽度是根据装机容量的需要来确定的，而其结构的高度则由堆煤和斗轮机的作业要求来确定。因此，干煤棚结构的特点是跨度大、高度高、且覆盖面积广。
3.目前，传统激光盘煤仪只进行扫描，网格构建，得到体积数据，最终得到煤场存量；对测量数据的修正仅在设备安装调试时，对网格参数的修正仅有部分调整网格的算法，但受环境变化的影响，该测量方法受机械条件、空气湿度、温度、煤场扬尘、煤粉影响较大，对煤场精确数据采集有一定影响，为此我们提出一种减少误差测量煤场存煤的方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在只进行扫描，网格构建，得到体积数据，最终得到煤场存量；对测量数据的修正仅在设备安装调试时，对网格参数的修正仅有部分调整网格的算法，但受环境变化的影响，该测量方法受机械条件、空气湿度、温度、煤场扬尘、煤粉影响较大，对煤场精确数据采集有一定影响的问题，而提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种减少误差测量煤场存煤的方法，包括如下步骤：
7.采集网格数据；
8.对所述网格数据进行偏斜率修正，得到修正后网格数据；
9.对所述修正后网格数据进行盘煤体积计算，得出盘煤体积结果；
10.对所述盘煤体积结果进行密度修正，得到密度修正结果；
11.根据所述密度修正结果进行系数对照矫正，得到对照矫正结果；
12.将所述密度修正结果和所述对照矫正结果相结合，得出数字化激光盘煤仪盘煤结果。
13.优选地，采集网格数据，盘煤仪根据自身位置确定校准物位置，激光盘煤仪依据相对位置得到初始数据，即网格数据。
14.优选地，对所述网格数据进行偏斜率修正，得到修正后网格数据，偏斜率修正步骤如下：
15.对网格数据进行距离修正，得到距离修正后参数；
16.对网格数据进行方位角修正，得到方位角修正后参数；
17.对网格数据进行俯仰角修正，得到俯仰角修正后参数；
18.根据所述修正后参数得出修正后网格数据。
19.优选地，对所述修正后网格数据进行盘煤体积计算，得出盘煤体积结果，盘煤体积计算步骤如下：
20.计算光截面厚度，得出厚度数据；
21.计算光截面面积，得出面积数据；
22.根据所述厚度数据和面积数据，计算盘煤体积结果。
23.优选地，对所述盘煤体积结果进行密度修正，得到密度修正结果，密度修正步骤如下：
24.获取盘煤体积煤种粗粒含量和相对密度；
25.获取水密度和细粒最大干密度；
26.根据获得的所述粗粒含量和相对密度及水密度和细粒最大干密度计算得出最大密度理论值。
27.优选地，根据所述密度修正结果进行系数对照矫正，得到对照矫正结果，系数对照矫正步骤如下：
28.获取激光盘煤仪到校准物的初始距离；
29.获取每次进行盘煤前激光盘煤仪与校准物距离；
30.根据所述初始距离和激光盘煤仪与校准物距离，计算得到对照校正系数。
31.一种减少误差测量煤场存煤的装置，包括：
32.数据采集模块：用于采集网格数据；
33.偏斜率修正模块：用于对所述网格数据进行偏斜率修正，得到修正后网格数据；
34.盘煤体积计算模块：用于对所述修正后网格数据进行盘煤体积计算，得出盘煤体积结果；
35.密度修正模块：用于对所述盘煤体积结果进行密度修正，得到密度修正结果；
36.对照矫正系数模块：用于根据所述密度修正结果进行系数对照矫正，得到对照矫正结果；
37.盘煤结果输出模块：用于将所述密度修正结果和所述对照矫正结果相结合，得出数字化激光盘煤仪盘煤结果。
38.优选地，所述对照矫正系数模块包括：
39.初始距离获取单元：用于获取激光盘煤仪到校准物的初始距离；
40.校准物距离获取单元：用于获取每次进行盘煤前激光盘煤仪与校准物距离；
41.对照矫正系数计算单元：用于根据所述初始距离和激光盘煤仪与校准物距离，计算得到对照校正系数。
42.相比现有技术，本发明的有益效果为：
43.本发明在激光盘煤仪工作后得到网格数据，根据现场实际测量数据对偏斜率进行修正，修正后得到煤堆体积数据，根据不同煤种的数据得到密度修正系数，修正后，用激光盘煤仪与校准物初始数据对盘煤数据进行修正得到盘煤仪修正后煤场存量数据；并且只需增加一个固定校准物对盘煤结果进行修正，在环境发生较大改变时，能够依然保证足够的精度，不需要再次调整设备，大幅度的提高盘煤精准度和便利性。
附图说明
44.图1为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的整体流程示意图；
45.图2为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的偏斜率修正步骤流程示意图；
46.图3为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的盘煤体积计算步骤流程示意图；
47.图4为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的密度修正步骤步骤示意图；
48.图5为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的系数对照矫正步骤流程示意图；
49.图6为本发明提出的一种减少误差测量煤场存煤的方法的测量装置结构示意图。
具体实施方式
50.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。
51.参照图1-6，一种减少误差测量煤场存煤的方法，包括如下步骤：
52.s1：采集网格数据；盘煤仪根据自身位置确定校准物位置，激光盘煤仪依据相对位置得到初始数据，即网格数据；
53.s2：对所述网格数据进行偏斜率修正，得到修正后网格数据；偏斜率修正步骤如下：
54.s201：对网格数据进行距离修正，得到距离修正后参数，距离修正公式如下：
55.r
′
＝(1-r
12
)r-r
0-r
11
δt-δra56.式中，r为原始测量的斜距；r
′
为修正后参数；r0为距离零值；r
11
＝299792458/f；r
12
＝δf/f；f为相对标准频率的设计值；δf为相对标准频率的偏差；δt为应答延时；δra为距离大气折射误差；
57.s202：对网格数据进行方位角修正，得到方位角修正后参数，方位角修正公式如下：
58.a
′
＝a-a
0-(am ae)sece-a
11
sin(a-am)tge-59.a
13
sece-a
14
sece-a
15
sin(a-qa)-a
16
δuasecec60.式中，a为原始测量的方位角；a
′
为修正后参数；a0为方位角零值；am为下倾最大方
位角；e为原始测量的俯仰角；a
11
为方位角修正水平度；a
12
为方位轴与俯仰轴的垂直度；a
13
为光机轴平行度；a
14
为方位角修正光电轴平行度；a
15
为方位角非线性度；qa为方位编码器偏心角；a
16
＝1000ηa×
180/π；ηa为方位角定向灵敏度；δua为方位角误差电压；
61.s203：对网格数据进行俯仰角修正，得到俯仰角修正后参数，俯仰角修正公式如下：
62.e
′
＝e-e
0-e
11
cos(a-am)-e
12-e
13
cose-63.e
14
sin(e-qe)-e
15
δu
e-δea64.式中，e为原始测量的俯仰角；e
′
为修正后参数；e
11
为俯仰角修正水平度；e
12
为俯仰角修正光电轴平行度；e
13
为重力变形误差；e
14
为俯仰角非线性度；a
15
＝1000ηa×
180/π；ηa为俯仰角定向灵敏度；δue为俯仰角误差电压；δea为仰角大气折射误差；
65.s204：根据所述修正后参数得出修正后网格数据；
66.s3：对所述修正后网格数据进行盘煤体积计算，得出盘煤体积结果；盘煤体积计算步骤如下：
67.s301：计算光截面厚度，得出厚度数据：设盘煤仪的帧率为f，假设其以速度v沿与截面垂直的方向匀速运动，则截面的厚度为：
68.d＝v/f；
69.s302：计算光截面面积，得出面积数据；根据上一步得到d由v和f决定，且v和f均为已知量，所以可得截面面积为：
[0070][0071]
式中，x0为光截面参与计算的起点横坐标；x1为光截面参与计算的终点横坐标；h(x)为截面上某点的高度；
[0072]
假设激光盘煤仪与水平方向的夹角为α，煤场物料上某点高度为h，该店投影的像点偏移量为w，则有h＝wtanα，则面积计算公式可以表示为像点偏移位移的函数，即：
[0073][0074]
由于使用固定的设备，则x
1-x0是固定值，即激光线条对应的像素个数是一定的，所以上式可以表示为：
[0075][0076]
s303：根据所述厚度数据和面积数据，计算盘煤体积结果，体积计算公式为：
[0077][0078]
此步骤将连续积分转化为离散像素求和，避免了依次求解结构光投影曲线上每一点坐标，降低了计算复杂性，提高了运算效率；
[0079]
s4：对所述盘煤体积结果进行密度修正，得到密度修正结果；密度修正步骤如下：
[0080]
s401：获取盘煤体积煤种粗粒含量和相对密度；
[0081]
s402：获取水密度和细粒最大干密度；
[0082]
s403：根据获得的所述粗粒含量和相对密度及水密度和细粒最大干密度计算得出
最大密度理论值，计算公式如下：
[0083][0084]
式中，ρ
′
dmax
为煤种最大干密度的理论计算值；p为粗粒含量；g
m2
为粗粒相对密度；ρw为水的密度；为细粒的最大干密度；
[0085]
s5：根据所述密度修正结果进行系数对照矫正，得到对照矫正结果；系数对照矫正步骤如下：
[0086]
s501：获取激光盘煤仪到校准物的初始距离，即为校准距离d；
[0087]
s502：获取每次进行盘煤前激光盘煤仪与校准物距离，即为d；
[0088]
s503：根据所述初始距离和激光盘煤仪与校准物距离，计算得到对照校正系数，计算公式如下：
[0089]
n＝d/d
[0090]
式中，n为对照校正系数；d为校准距离；d为盘煤前激光盘煤仪与校准物距离；从而的到煤场存量的精确数据；
[0091]
s6：将所述密度修正结果和所述对照矫正结果相结合，得出数字化激光盘煤仪盘煤结果。
[0092]
一种减少误差测量煤场存煤的装置，包括：
[0093]
数据采集模块：用于采集网格数据；
[0094]
偏斜率修正模块：用于对所述网格数据进行偏斜率修正，得到修正后网格数据，偏斜率修正步骤如下：
[0095]
对网格数据进行距离修正，得到距离修正后参数，距离修正公式如下：
[0096]r′
＝(1-r
12
)r-r
0-r
11
δt-δra[0097]
式中，r为原始测量的斜距；r
′
为修正后参数；r0为距离零值；r
11
＝299792458/f；r
12
＝δf/f；f为相对标准频率的设计值；δf为相对标准频率的偏差；δt为应答延时；δra为距离大气折射误差；
[0098]
对网格数据进行方位角修正，得到方位角修正后参数，方位角修正公式如下：
[0099]a′
＝a-a
0-(am ae)sece-a
11
sin(a-am)tge-[0100]a13
sece-a
14
sece-a
15
sin(a-qa)-a
16
δuasecec[0101]
式中，a为原始测量的方位角；a
′
为修正后参数；a0为方位角零值；am为下倾最大方位角；e为原始测量的俯仰角；a
11
为方位角修正水平度；a
12
为方位轴与俯仰轴的垂直度；a
13
为光机轴平行度；a
14
为方位角修正光电轴平行度；a
15
为方位角非线性度；qa为方位编码器偏心角；a
16
＝1000ηa×
180/π；ηa为方位角定向灵敏度；δua为方位角误差电压；
[0102]
对网格数据进行俯仰角修正，得到俯仰角修正后参数，俯仰角修正公式如下：
[0103]e′
＝e-e
0-e
11
cos(a-am)-e
12-e
13
cose-[0104]e14
sin(e-qe)-e
15
δu
e-δea[0105]
式中，e为原始测量的俯仰角；e
′
为修正后参数；e
11
为俯仰角修正水平度；e
12
为俯仰角修正光电轴平行度；e
13
为重力变形误差；e
14
为俯仰角非线性度；a
15
＝1000ηa×
180/π；ηa为俯仰角定向灵敏度；δue为俯仰角误差电压；δea为仰角大气折射误差；；
[0106]
根据所述修正后参数得出修正后网格数据；
[0107]
盘煤体积计算模块：用于对所述修正后网格数据进行盘煤体积计算，得出盘煤体积结果，盘煤体积计算步骤如下：
[0108]
计算光截面厚度，得出厚度数据：设盘煤仪的帧率为f，假设其以速度v沿与截面垂直的方向匀速运动，则截面的厚度为：
[0109]
d＝v/f；
[0110]
计算光截面面积，得出面积数据；根据上一步得到d由v和f决定，且v和f均为已知量，所以可得截面面积为：
[0111][0112]
式中，x0为光截面参与计算的起点横坐标；x1为光截面参与计算的终点横坐标；h(x)为截面上某点的高度；
[0113]
假设激光盘煤仪与水平方向的夹角为α，煤场物料上某点高度为h，该店投影的像点偏移量为w，则有h＝wtanα，则面积计算公式可以表示为像点偏移位移的函数，即：
[0114][0115]
由于使用固定的设备，则x
1-x0是固定值，即激光线条对应的像素个数是一定的，所以上式可以表示为：
[0116][0117]
根据所述厚度数据和面积数据，计算盘煤体积结果，体积计算公式为：
[0118][0119]
此步骤将连续积分转化为离散像素求和，避免了依次求解结构光投影曲线上每一点坐标，降低了计算复杂性，提高了运算效率；
[0120]
密度修正模块：用于对所述盘煤体积结果进行密度修正，得到密度修正结果，密度修正步骤如下：
[0121]
获取盘煤体积煤种粗粒含量和相对密度；
[0122]
获取水密度和细粒最大干密度；
[0123]
根据获得的所述粗粒含量和相对密度及水密度和细粒最大干密度计算得出最大密度理论值，计算公式如下：
[0124][0125]
式中，ρ
′
dmax
为煤种最大干密度的理论计算值；p为粗粒含量；g
m2
为粗粒相对密度；ρw为水的密度；为细粒的最大干密度；
[0126]
对照矫正系数模块：用于根据所述密度修正结果进行系数对照矫正，得到对照矫正结果；
[0127]
盘煤结果输出模块：用于将所述密度修正结果和所述对照矫正结果相结合，得出
数字化激光盘煤仪盘煤结果。
[0128]
其中，对照矫正系数模块包括：
[0129]
初始距离获取单元：用于获取激光盘煤仪到校准物的初始距离；
[0130]
校准物距离获取单元：用于获取每次进行盘煤前激光盘煤仪与校准物距离；
[0131]
对照矫正系数计算单元：用于根据所述初始距离和激光盘煤仪与校准物距离，计算得到对照校正系数，计算公式如下：
[0132]
n＝d/d
[0133]
式中，n为对照校正系数；d为校准距离；d为盘煤前激光盘煤仪与校准物距离；从而的到煤场存量的精确数据。
[0134]
一种智能计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述处理器执行所述计算机可读指令时实现如所述的减少误差测量煤场存煤的方法的步骤。
[0135]
所述智能计算机设备包括通过系统总线相互通信连接存储器、处理器、网络接口。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的智能计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器、嵌入式设备等。
[0136]
所述智能计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述智能计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
[0137]
所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器、静态随机访问存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、可编程只读存储器、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器可以是所述智能计算机设备的内部存储单元，例如该智能计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器也可以是所述智能计算机设备的外部存储设备，例如该智能计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡，安全数字卡，闪存卡等。当然，所述存储器还可以既包括所述智能计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器通常用于存储安装于所述智能计算机设备的操作系统和各类应用软件，例如减少误差测量煤场存煤的方法的计算机可读指令等。此外，所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
[0138]
所述处理器在一些实施例中可以是中央处理器、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器通常用于控制所述智能计算机设备的总体操作。本实施例中，所述处理器用于运行所述存储器中存储的计算机可读指令或者处理数据，例如运行所述减少误差测量煤场存煤的方法的计算机可读指令。
[0139]
所述网络接口可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口通常用于在所述智能计算机设备与其他电子设备之间建立通信连接。
[0140]
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可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行时实现如减少误差测量煤场存煤的方法的步骤。
[0141]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。