恭喜浙江浙能乐清发电有限责任公司;杭州集益科技有限公司潘国传获国家专利权
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龙图腾网恭喜浙江浙能乐清发电有限责任公司;杭州集益科技有限公司申请的专利一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤系统和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119469314B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510065636.2,技术领域涉及:G01F17/00;该发明授权一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤系统和方法是由潘国传;徐水良;康开;谢汪晗;张松涛;周洪元;杨凯;孙超;管海民;高敏;郑悠怡;鲍灵珊设计研发完成,并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤系统和方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤系统和方法,包括无人机、特征装置、服务器、遥控装置、WIFI系统和斗轮机全自动控制系统,所述无人机包括无人机机体、控制装置、机载PC、IMU、激光雷达,所述服务器和斗轮机全自动控制系统通过网线接入至局域网,所述WIFI系统接入至局域网,所述机载PC带有WIFI模块,并通过WIFI网络接入至WIFI系统,所述遥控装置通过无线与控制装置进行低速率数据通信。本发明具有以下优点和效果:在气膜封闭煤场,自动驱动无人机飞行,获得煤场激光扫描数据,建立煤场三维模型,计算各煤堆煤量,提高盘煤效率,减少盘煤系统投资和维护成本,减少盘煤人员接触封闭煤场恶劣环境的时间。
本发明授权一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤系统和方法在权利要求书中公布了:1.一种适用气膜封闭煤场的无人机自动盘煤方法,其特征是:包括无人机、特征装置、服务器、遥控装置、WIFI系统和斗轮机全自动控制系统,所述无人机包括无人机机体、控制装置、机载PC、IMU、激光雷达,所述服务器和斗轮机全自动控制系统通过网线接入至局域网,所述WIFI系统接入至局域网,所述机载PC带有WIFI模块,并通过WIFI网络接入至WIFI系统,所述遥控装置通过无线与控制装置进行低速率数据通信;所述控制装置与遥控装置进行数据通信,接收遥控装置及机载PC的指令,控制无人机机体进行飞行;所述IMU输出IMU数据至机载PC;所述激光雷达输出激光扫描数据至机载PC;所述机载PC接收IMU和激光雷达数据,计算无人机位置数据、生成飞行地图,通过WIFIAP自动输出煤场激光扫描点云数据;步骤一、盘煤前准备:在气膜煤场,沿外侧和轨道二侧挡煤墙布置特征装置;无人机IMU和激光雷达坐标标定;建立初始煤场地图;步骤二、服务器收到斗轮机作业信息,设置飞行路线图,避开斗轮机作业区域;步骤三、无人机飞行,采用SLAM算法,实现定位、导航和全局点云图;步骤四、飞行结束后,服务器接收无人机IMU定位数据和激光雷达点云数据;服务器建立煤场全局三维模型,计算煤量,输出盘煤报告;步骤三中的SLAM建立步骤如下:3.1、坐标变换,将IMU数据、激光雷达点云数据帧转换到场地坐标系,其中激光雷达点云数据帧通过IMU数据进行坐标转换,场地坐标系以场地长度方向为X轴、场地宽度方向为Y轴,场地高度方向为Z轴;3.2、由于激光雷达在一次扫描过程中,激光雷达发生移动,对每个点云数据帧内的帧数据进行运动畸变修正;一个帧数据输出只包含一个时间点;在激光雷达一个扫描周期内,IMU输出若干个位置数据;一个点云帧数据根据帧内的IMU位置数据,计算出帧内各扫描点的真实坐标,实现运动畸变修正;3.3、根据煤场特征,去除无用的噪点,包括特征装置高度(h-δ)以下的点云,以及其他异常点;δ为特征装置几何尺寸相关的阈值,避免特征装置位姿变换时相关点云被误删;3.4、选择点云帧内高度为(h±δ)的点云,进行特征分析,当点云特征符合特征装置几何特性时,识别出特征装置几何中心点;3.5、当IMU数据的X坐标值与特征装置几何中心点X坐标相等时,记录点云帧,设为,对应的IMU坐标为=,,,特征装置几何中心点坐标为=,,;3.6、利用ICP算法,对进行点云拼接,其中初始帧,成为飞行初始地图,后续点云拼接后逐渐生成新地图;3.7、飞行过程中,根据斗轮机更新的新姿态数据,更新地图中的禁飞区,自动修改飞行路线,避开禁飞区;3.8、根据3.6生成的地图,获得地图最新的帧对应的特征装置几何中心点坐标=,,,与3.5中记录的坐标生成观测-估计残差Δ;利用Δ修正IMU坐标为;3.9、用代替对后续飞行中的IMU数据和激光雷达点云帧数据进行处理,即重复3.1-3.8过程。
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