本发明涉及斗轮机取料，特别是涉及一种基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法和装置。
背景技术：
1、当前，斗轮取料机作为散料装卸作业中的关键设备，其取料效率与精准度直接影响到整体生产流程的顺畅与经济效益。然而，现行的取料方式主要依赖于悬臂皮带秤的实时反馈数据，通过监测并调节斗轮取料机的回转速度来控制取料吨位，这一方法虽然在一定程度上实现了自动化操作，但在实际应用中暴露出了显著的局限性。
2、首先，当斗轮取料机以恒定速度回转进行取料作业时，仅依赖悬臂皮带秤的反馈调节，往往难以确保取料的均匀性。由于料堆密度、形状及表面摩擦系数等因素的变化，导致实际取料量与预期存在偏差，进而出现局部取料过量或不足的情况，影响了后续工序的处理效率和产品质量。其次，该方法在提升取料效率方面显得力不从心。由于无法根据料堆的实际状况灵活调整取料策略，如速度、角度或深度的动态优化，使得取料过程相对僵化，无法最大化利用斗轮机的作业能力，从而限制了整体生产效率的提升。因此，现有的斗轮取料机存在取料不均匀、取料效率低以及自动化水平较低的问题。
3、鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是现有的斗轮取料机存在取料不均匀、取料效率低以及自动化水平较低的问题。
2、本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，包括：
4、获取第二激光雷达所识别的斗轮与料堆边缘区域之间的第一距离l1，依据所述第一距离l1判断铲斗的取料状态；
5、获取第一激光雷达所识别的铲斗内物料的第一点云数据，依据所述第一点云数据和所述取料状态计算所述铲斗内物料的体积v1；
6、依据所述体积v1和物料密度ρ实时计算所述铲斗内物料的质量m，以根据多个所述质量m计算取料的总质量m；
7、根据所述总质量m控制斗轮的工作状态。
8、优选的，所述依据所述第一距离l1判断铲斗的取料状态包括：
9、当所述第一距离l1小于等于第一预设值时，综合服务器判定所述斗轮处于不均匀取料状态；
10、当所述第一距离l1大于所述第一预设值时，所述综合服务器判定所述铲斗处于均匀取料状态。
11、优选的，所述依据所述第一点云数据和所述取料状态计算所述铲斗内物料的体积v1，具体包括：
12、当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料不均匀状态时，控制所述第一激光雷达持续向所述铲斗发射激光信号，以根据铲斗内物料的第一点云数据计算所述物料的体积v1；
13、当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，将前预设次数计算得到的体积平均值作为铲斗内物料的体积v1。
14、优选的，所述根据铲斗内物料的第一点云数据计算所述物料的体积v1，具体包括：
15、获取第一激光雷达所识别的铲斗内物料的第一点云数据；
16、获取所述铲斗的三维模型；
17、结合所述三维模型和所述第一点云数据，计算所述铲斗内物料的体积v1。
18、优选的，所述当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，将前预设次数计算得到的体积平均值作为铲斗内物料的体积v1，具体包括：
19、当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，判断每个铲斗是否处于满斗状态，如果不处于满斗状态，则控制所述斗轮下降预设距离，使得在取料均匀状态，每个铲斗均处于满斗状态；
20、如果处于满斗状态，则将前预设次数计算得到的体积平均值作为铲斗内物料的体积v1。
21、优选的，所述当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，判断每个铲斗是否处于满斗状态，如果不处于满斗状态，则控制所述斗轮下降预设距离，使得在取料均匀状态，每个铲斗均处于满斗状态包括：
22、若综合服务器计算得到的所述前预设次数内，每个铲斗的物料的体积与所述铲斗的容积差值大于第二预设值，所述综合服务器获取所述第二激光雷达所识别的第二点云数据，以计算当前料堆的高度h；
23、若所述综合服务器判定所述高度h允许斗轮下降预设距离，所述综合服务器控制所述斗轮下降所述预设距离，再次取料第一预设次数后，若所述综合服务器判定所述铲斗处于均匀取料状态，所述第一激光雷达休眠。
24、优选的，所述根据所述总质量m控制斗轮的工作状态，具体包括：
25、当所述物料总质量m与预设取料吨位相符合时，控制所述斗轮抬起，以停止向传动带输送物料。
26、优选的，获取所述第一点云数据和所述第二点云数据，具体包括对所述第一点云数据和所述第二点云数据进行去噪和配准预处理；
27、其中，点云去噪包括，对初始点云数据采用稀疏离群点移除方法进行去噪，该方法计算每个点到其所有临近点的平均距离，假设得到的结果是一个高斯分布，平均距离在标准范围之外的点，被定义为离群点并从数据集中去除掉；
28、其中，点云配准包括，对相邻两期所述点云数据采用icp算法，icp算法通过找到两组点云集合中距离最近的点对，根据估计的变换关系来计算距离最近点对经过变换之后的误差，不断的迭代直至使得设定的目标函数达到最小值，得到最优平移矩阵和旋转矩阵，以确定最终的变换关系；
29、最终将待配准的点云与参考点云的数据对进行一一对应，即完成两期点云数据配准。
30、第二方面，本发明提供一种基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料的装置，适用于第一方面所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料，包括：斗轮1、第一激光雷达21和第二激光雷达31，所述第一激光雷达21固定于所述斗轮1上，所述第二激光雷达31设置于料堆上方；
31、所述斗轮1包括斗轮体10、多个铲斗11和挡板12，多个铲斗11设置在所述斗轮体10的外表面；所述挡板12与所述斗轮体10的预设弧长的内表面滑动设置，以封堵向上转动的所述铲斗11的出料口；
32、所述第一激光雷达21固定于所述挡板12上，所述第一激光雷达21的探测面朝向，具有向上运动趋势且靠近斗轮体10最低点的铲斗11，以探测铲斗11内物料的体积。
33、优选的，所述第二激光雷达31设置于料仓6的顶部；或，所述第二激光雷达31搭载于无人机7上，用于对料堆进行点云识别。
34、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：第一方面，通过第二激光雷达的点云数据识别斗轮与料堆之间的第一距离l1，实现对取料状态的实时监测与精准分析，通过第一激光雷达所采集的点云数据以及取料状态确定铲斗内物料的体积v1，保证取料的准确性，第一激光雷达、第二激光雷达以及斗轮之间形成了反馈控制，提高斗轮取料机的自动化水平。
35、在优选方案中，根据第一激光雷达所识别的铲斗内物料的体积判断斗轮机的取料情况，若在第一预设次数内铲斗内容纳的物料体积持续过小(铲斗处于非满斗状态)，且第二激光雷达识别到的料堆高度在斗轮可继续下降的允许范围内，将斗轮下降以使铲斗可以采集到更多的物料，以提高斗轮机的取料效率和均匀性，克服了现有的斗轮机取料不均匀和取料效率低的问题。在本发明中，动态调整斗轮机的取料参数，确保取料过程的稳定、高效与安全。
1.一种基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述依据所述第一距离l1判断铲斗的取料状态包括：
3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述依据所述第一点云数据和所述取料状态计算所述铲斗内物料的体积v1，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述根据铲斗内物料的第一点云数据计算所述物料的体积v1，具体包括：
5.根据权利要求3所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，将前预设次数计算得到的体积平均值作为铲斗内物料的体积v1，具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述当斗轮取料机的铲斗相互之间处于取料均匀状态时，判断每个铲斗是否处于满斗状态，如果不处于满斗状态，则控制所述斗轮下降预设距离，使得在取料均匀状态，每个铲斗均处于满斗状态包括：
7.根据权利要求1所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，所述根据所述总质量m控制斗轮的工作状态，具体包括：
8.根据权利要求1所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，获取所述第一点云数据和所述第二点云数据，具体包括对所述第一点云数据和所述第二点云数据进行去噪和配准预处理；
9.一种基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料的装置，适用于权利要求1-8任一项所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料方法，其特征在于，包括：斗轮(1)、第一激光雷达(21)和第二激光雷达(31)，所述第一激光雷达(21)固定于所述斗轮(1)上，所述第二激光雷达(31)设置于料堆上方；
10.根据权利要求9所述的基于激光雷达的混合控制盘煤取料机自动取料的装置，其特征在于，所述第二激光雷达(31)设置于料仓(6)的顶部；或，所述第二激光雷达(31)搭载于无人机(7)上，用于对料堆进行点云识别。
