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申请/专利权人：中煤科工智能储装技术有限公司

摘要：本发明涉及一种火车定量装车站光栅监控的方法，包括：参数设置；光栅数据采集；光栅数据滤波；数据分析；火车速度计算；火车车厢长度和位移计算；收集计算结果；火车运动动画处理；数据输出；日志记录。本发明抓住车辆位置和位移速度两个与溜槽精确控制相关的关键点，通过设置置信度确定车厢长度、车厢前后端位置的精确坐标，排除了粉尘、异物等干扰，同时采取多种速度的并行计算方案，对多个不同途径计算的速度进行挑选和判别，以求获得最准确的速度数据，从而克服由于速度计算错误而造成的误判，影响自动装车的质量，将设备撞击等事故出现的概率降到最低。

主权项：1.一种火车定量装车站光栅监控的方法，所述方法所使用的系统包括：能够挂在墙上的定量装车光栅监控仪以及仪器内部的数据处理系统和安装在装车站铁路两旁的光栅组；其特征在于，所述方法的步骤如下：步骤1，参数设置：设置定量装车光栅监控仪的各项应用参数；设定所述的光栅组的排列为：火车进入光栅组的起始点为端点，与溜槽对应的光栅组结束点为原点；设定两个光信号传感器之间的距离为光间距D；设定检测周期；步骤2光栅数据采集：循环往复的轮巡收集光栅组各个光栅接收元件所收到的光信号，各次轮巡的光栅数据进行实时编辑，形成原始数据队列，并进行实时输出数据队列；步骤3，光栅数据滤波：对采集的数据进行滤波处理，剔除一些杂散的数据点，排除干扰，得到一个相对理想的数组buffer；步骤4，数据分析：用于对数组buffer进行分析判断，包括：是否为全空：光栅组的光信号为全空状态，判断为没有火车通过；如果为空，认为一个完整计算周期已经结束，清空所有的计算结果、计算缓冲，清空动画GUI，进入一个新的等待状态，等待火车头进入；判断是否有车辆进入：出现光栅组的光信号从原点开始变为有物段，并有状态逐渐增加，即认为有车辆从光栅组端点进入到光栅组，如果从全空开始有物体进入，做标记，进入一个新的计算周期；寻找分界线：分界线识别条件为：一段为空段和一段有物段的交界处，并且为空段和有物段的长度要大于两个光间距以上，方可认为是可信的分界线，置信度为1；所有置信度为1的分界线都会通过数据哈希表记录下关键参数，并分配分界线编号，分界线位置坐标（X），当前的时间；寻找完整间隙：火车通过光栅组的不同状态，使两节车厢之间的间隙数量不同，完整程度不同，通过分析判断寻找完整间隙，并设置置信度：置信度为1的条件是两段被遮挡的物体之间的空隙为完整间隙，并且间隙两侧被遮挡的长度要大于两个光距离，满足这个遮挡距离条件时，并且经过三个以上的计算周期，仍然被判定为间隙完整，则这个间隙被标记为置信度1；所有置信度为1的间隙通过数据哈希表记录下关键参数，分别为间隙编号，间隙两侧坐标，当前的时间；寻找完整车厢：条件：两个间隙之间的完整的一段，就有可能是完整车厢，如果两侧间隙都大于两个光间距，并且这一段距离在9~15米之间，就确认为这是一段完整车厢，并将车厢标记的置信度标记为1；通过数据哈希表记录下关键参数，分别为车厢后位置坐标X1、前位置坐标X2，当前时间T；判断车头：判断有车辆进入光栅组之后，等待车身长度被计算出来；第一个车辆长度被计算出来时，认为车头完全离开了，正式进入了第一节车厢；判断车尾：只有一个分界线，置信度为1，并且分界线逐渐从端点平移至原点；上述各分析判断并行进行，并均为反复轮巡的多个采集周期的光信号比较判断；步骤5，火车速度计算：1）使用完整车厢计算速度：从哈希表中取出相邻的两个计算周期、并且置信度为1的车厢，计算车厢中心的运动速度，作为火车的速度；2）使用间隙平移计算速度：从哈希表中取出相邻的两个计算周期、同一个编号、并且置信度为1的间隙，计算间隙中心的运动速度，作为火车的速度；3）使用分界线计算速度：从哈希表中取出相邻的两个计算周期、同一个编号、并且置信度为1的间隙，计算分界线的运动速度，作为火车的速度；上述三个方法均能够计算出速度，优先使用车厢平移计算速度，如果没有得到结果，使用间隙平移计算速度，如果上述两种都没有计算出速度，使用分界线计算；步骤6，火车车厢长度和位移计算：依据车厢前后坐标计算车厢长度L：L=（X1－X2）×D；火车前梆距离计算装置：原点到火车车厢前沿的距离l1：l1=X2×D；火车后梆距离计算装置：原点到火车车厢后沿的距离l2：l2=X1×D；步骤7，收集计算结果：用于收集各次采集周期的火车运行状态的计算结果；步骤8，火车运动动画处理：用于将火车运动的过程经过图像处理，形成能够在显示屏上实时运动的动画；步骤9，数据输出：用于将火车运行状态的计算结果换算为溜槽运动控制数据，并将溜槽运动控制数据输出至溜槽控制PLC；步骤10，日志记录：用于实时记录火车整车装车过程的所有光栅组的检测数据以及计算数据，以便进行完全的历史回溯。

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