基于视频拼接技术的火车定位及装料系统的制作方法

本技术涉及火车定位及装料，具体涉及一种基于视频拼接技术的火车定位及装料系统。

背景技术：

1、在工业生产中，经常采用料仓对固体物料进行储存和中转，以保证生产的连续性，料仓下料可采用火车进行物料运输，与其它运输方式相比，火车运输有着经济、高效、可靠等诸多优点，但是在实际应用过程中也产生了一些问题。

2、火车运输中对火车车厢装料的要求比较严格，重量和体积都不能超过限制，这就要求火车装料要到达精细控制。目前常规方式是在轨道下方安装轨道衡，以此检测火车车厢装料重量，而且出于经济性考虑，一般只在第一个料仓下方安装一套轨道衡，装料时后序车厢只能先通过经验装入一部分料，然后行驶火车，依次到第一个料仓进行装满料操作，这就大大降低了火车装料效率。

3、同时，要满足装料体积要求，还需要对车厢与料仓下料口相对位置进行定位，对车厢装料情况进行监视。通常通过料仓下方摄像头视频图像来人工判断，但料仓下方一般空间比较狭小，视距不足，摄像头只能采集到车厢的局部图像，火车车厢定位及装料情况也只能通过经验判断，严重影响准确性及效率。

4、也可采用火车快装站来实现相关功能，但其成本较高，而且其需要一定的安装空间，对已有的料仓下料火车装料系统，很难实现相关改造。

5、现有技术中公开了一种火车车厢装卸料控制方法、装置及设备，公开号为cn202410739076.x，采用天车为火车上料。然而该技术方案并未将视频拼接技术与多料仓并排下料的应用场景相结合，不能适配现有料仓系统的改造需求，无法通过全景图像实现车厢定位与装料体积的同步监测，也难以满足多车厢连续装料过程中重量与体积的双重精准管控，更无法兼顾改造经济性与装料效率的提升。

技术实现思路

1、为了克服传统火车装料系统装料效率低、定位不准确、装料重量与体积控制精度不足、改造成本高等问题，本实用新型提供了一种基于视频拼接技术的火车定位及装料系统。

2、本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：包括火车、料仓、摄像头、称重料位计、电动卸料闸门和电控系统，所述料仓设置在火车上方，所述摄像头设置在火车与料仓中间，所述称重料位计和电动卸料闸门均设置在料仓下部；所述摄像头、称重料位计和电动卸料闸门分别经控制电缆与电控系统电性连接。

3、优选地，所述料仓沿火车运行方向并排设置若干个，所述摄像头沿火车运行方向并根据视距并排设置若干个，摄像头采集到的图像包括火车所有车厢。

4、优选地，所述电控系统通过若干个摄像头，采用视觉识别与视频拼接技术，采集火车所有车厢的完整图像。

5、优选地，所述电控系统通过每个称重料位计，实时监测每个料仓内物料量。

6、优选地，所述电控系统通过控制电动卸料闸门开关实现料仓下料启停控制。

7、优选地，所述火车每个车厢上方设置至少2个料仓，每个车厢及其上方的所有料仓组成独立装料组，电控系统对每个装料组分别进行重量计算、闸门控制及装料均匀性调节。

8、优选地，所述火车在车头驾驶室一侧上方设有显示屏，显示屏经控制电缆与电控系统电性连接，所述电控系统通过显示屏实时显示火车位置状态及电动卸料闸门开关状态。

9、优选地，所述显示屏还实时同步显示每个料仓剩余物料量、车厢实时装料重量及体积占比。

10、优选地，火车司机通过观察所述显示屏显示的信息，并根据生产操作规程驾驶火车行进或停止。

11、基于视频拼接技术的火车定位及装料系统的控制方法，包括以下步骤：

12、s1、系统启动；

13、s2、采用视觉识别与视频拼接技术识别料仓下部是否有火车，结果为是时，继续执行s3，结果为否时，重复执行s2；

14、s3、采用视觉识别与视频拼接技术识别出火车当前位置与最佳装料位置的距离；

15、s4、判断火车是否停稳在最佳装料位置，结果为是时，继续执行s5，结果为否时，跳转到s13；

16、s5、控制电动卸料闸门打开；

17、s6、计算出料仓重量变化w0=w1-w2，其中w1为料仓重量历史值，w2为料仓重量当前值；

18、s7、更新料仓重量历史值w1=w2；

19、s8、计算出火车车厢装料重量当前值w4=w3+w0，其中w3为火车车厢装料重量历史值；

20、s9、判断火车车厢装料重量当前值w4是否达到最佳装料重量，结果为是时，跳转到s11，结果为否时，跳转到s10；

21、s10、采用视觉识别与视频拼接技术判断火车车厢是否到达最佳装料体积，结果为是时，跳转到s11，结果为否时，跳转到s13；

22、s11、控制电动卸料闸门关闭；

23、s12、更新火车车厢装料重量历史值w3=w4；

24、s13、显示屏显示火车当前位置与最佳装料位置的距离，显示电动卸料闸门开关状态。

25、本实用新型的有益效果是利用电控系统通过视觉识别与视频拼接技术获取车厢完整图像，结合称重料位计实时监测装料量，自动控制电动卸料闸门启停，实现装料重量与体积的精细控制，火车车厢的定位，以及装料体积的识别；最终代替人工，实现在满足火车车厢物料重量和体积都不超过限制的情况下，装车物料量的最大化，并大幅提升装车效率，增加企业生产效益。

1.基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：包括火车（1）、料仓（2）、摄像头（3）、称重料位计（4）、电动卸料闸门（5）和电控系统，所述料仓（2）设置在火车（1）上方，所述摄像头（3）设置在火车（1）与料仓（2）中间，所述称重料位计（4）和电动卸料闸门（5）均设置在料仓（2）下部；所述摄像头（3）、称重料位计（4）和电动卸料闸门（5）分别经控制电缆与电控系统电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述料仓（2）沿火车（1）运行方向并排设置若干个，所述摄像头（3）沿火车（1）运行方向并根据视距并排设置若干个，摄像头（3）采集到的图像包括火车（1）所有车厢。

3.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述电控系统通过若干个摄像头（3），采用视觉识别与视频拼接技术，采集火车（1）所有车厢的完整图像。

4.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述电控系统通过每个称重料位计（4），实时监测每个料仓（2）内物料量。

5.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述电控系统通过控制电动卸料闸门（5）开关实现料仓（2）下料启停控制。

6.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述火车（1）每个车厢上方设置至少2个料仓（2），每个车厢及其上方的所有料仓（2）组成独立装料组，电控系统对每个装料组分别进行重量计算、闸门控制及装料均匀性调节。

7.根据权利要求1所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述火车（1）在车头驾驶室一侧上方设有显示屏（6），显示屏（6）经控制电缆与电控系统电性连接，所述电控系统通过显示屏（6）实时显示火车（1）位置状态及电动卸料闸门（5）开关状态。

8.根据权利要求7所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：所述显示屏（6）还实时同步显示每个料仓（2）剩余物料量、车厢实时装料重量及体积占比。

9.根据权利要求7所述的基于视频拼接技术的火车定位及装料系统，其特征在于：火车司机通过观察所述显示屏（6）显示的信息，并根据生产操作规程驾驶火车（1）行进或停止。