一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法与流程

1.本发明属于煤炭采样技术领域，具体为一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法。


背景技术：

2.成堆大宗固体矿物，尤其是成堆的煤炭，在商品买卖中需要对样品的品质进行化验，大宗矿物采样一般会依据一定的国家标准或行业标准。以煤堆为例，长条形煤堆，横截面是三角形或梯形；或者是圆锥型煤堆。煤堆长度几十米到几百米不等。圆锥形煤堆个数在十几个到几十个不等。需要在煤堆的侧面(一个侧面或者2个侧面)进行采样。需要在一定的高度范围内进行采样。需要在煤堆表面一定深度处，进行采样。上述需要在长度方向、高度方向、深度方向实现随机布点采样。
3.由于大宗固体矿物尤其是煤炭的品质不均匀，可能存在品质分层现象，或者不同品质分堆的现象。目前采样车多为人工控制停车位置，人工选择采样点，导致采样的人工干预大，存在舞弊的可能性，不能完全满足相关标准的方案要求，缺少一种自动生成采样方案，实时校准采样布局的方法。因此我们提出一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，来解决上述中遇到的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明提供一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，以解决上述背景技术中提出采样车多为人工控制停车位置，人工选择采样点，导致采样的人工干预大，存在舞弊的可能性，不能完全满足相关标准的方案要求，缺少一种自动生成采样方案，实时校准采样布局的方法的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，包括以下步骤：
6.步骤一：采样车以一定速度沿煤堆的周围行驶，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，并发送到智能控制单元；煤堆特征包括煤堆整体图像、煤堆中不同位置的点距离采样车基准点的距离，并得到煤堆长度x和煤堆宽度z的数据，据此可以形成煤堆的点阵图x∈(xmin，xmax)，z∈(zmin，zmax)；
7.步骤二：智能控制单元对煤堆特征进行识别，通过对煤堆长度进行长度分析，以得到煤堆的总长l；在煤堆长度方向的总长范围内利用随机算法计算得到采样长度位置xn；对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，设定采样距离的最小间隔大于q*l/xn，最大间隔小于p*l/xn，以得到相邻的采样长度位置xn之间的间隔范围；其中，q为小于0.8的一个系数或随机数，p为大于1.2的一个系数或随机数；
8.对煤堆长度进行长度分析，具体为：在记录煤堆长度时，若记录煤堆长度时未发生中断，则将煤堆长度的初始位置xmin与终止位置xmax进行差值计算得到煤堆长度的总长l，若煤堆发生中断，则标记煤堆的中断开始位置m
中断
以及与下一截煤堆的连接位置m
连
，将煤堆
的中断开始位置以及与下一截煤堆的连接位置进行差值计算，带入公式m
中断-m
连
得到缺失长度m
缺
，将缺失长度与预设可缺长度m
预
进行比对；若m
缺
＜m
预
，则计入煤堆长度的总长，若m
缺
＞m
预
，则该煤堆缺失长度不计入煤堆长度的总长；
9.步骤三：智能控制单元获取采样长度位置处对应的煤堆实际高度y
实高
，设定采样器工作的最低采样高度c
低采
、最高采样高度c
高采
，将其与煤堆实际高度进行比对，在|y
实高-c
低采
|与|y
实高-c
高采
|之中选择范围较小的数值，在该数值内利用随机算法布置采样高度位置y
采
；将采样长度位置与采样高度位置交点(xn,y
采
)的宽度方向延伸线在煤堆表面形态的相交点标记为煤堆表面的采样点(xn,y
采
，zn)，将采样点的采样高度位置与地面之间的距离标记为深度范围(y
采
,y
地面
]，向煤堆内部深度方向在深度范围内利用随机算法计算得到采样深度位置yn；
10.步骤四：通过上述步骤依据采样长度位置xn、采样高度位置y
采
和采样深度位置yn确认了采样坐标(xn，yn，zn)；统计所有的采样坐标在煤堆整体图像中进行标记，并发送到触摸屏单元上进行图像展示；
11.步骤五：获取采样坐标的平面坐标(xn，zn)与采样器工作时采样的最大采样距离imax，利用预设公式得到采样坐标的最大可采范围(x-xn)2+(y-zn)2＝imax2；将采样坐标的最大可采范围与采样车的长度u之间进行配合得到采样车最大可停范围(x-xn)2+(y-zn)2＝(imax+u)2；将煤堆的点阵图与采样车可停范围之间重叠范围标记为不可停范围；将采样车最大可停范围与不可停范围进行求差得到预先停车位置；获取采样车的实际停车位置，将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行较比，若采样车的实际停车位置在预先停车位置内，则无需进行修正，若采样车的实际停车位置不在预先停车位置内，则进行修正处理；
12.步骤六：对采样坐标进行布局校准，具体如下述步骤：
13.s1:在采样车到达预先停车位置后，进行二次探测，具体为：
14.图像识别单元包括有车载雷达，用于二次测绘采样坐标附近煤堆表面形态以及点阵图(或采样坐标附近一定范围内煤堆表面距离采样车基准点的距离)；据此计算采样器工作时距离采样坐标的距离，将该距离与预设距离进行比对；若该距离大于预设距离，则该采样坐标超出采样器工作范围，放弃对该采样坐标的采样；若该距离小于预设距离，则采样器对该采样坐标进行采样；将已完成采样的采样坐标覆盖的煤堆长度标记为已采样区域，将煤堆的点阵图与已采样区域进行求差得到未采样区域；
15.s2:获取舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标，对一定范围内的采样坐标进行采样条件判断处理；将不符合要求的采样坐标舍弃；将所有符合要求的采样坐标在煤堆整体图像上进行标记，并发送到触摸屏单元进行图像显示；统计该范围内所有符合要求的采样坐标，若存在一个或一个以上符合要求的采样坐标，则随机选择该范围内符合要求的采样坐标进行采样，并记录为实际采样位置；若无符合要求的采样坐标，则会在未采样区域上重新利用随机算法计算所有缺失的采样坐标；按照重新布置生成的采样坐标，继续进行采样。
16.作为本发明的一种优选实施方式，所述采样车上设置有触摸屏单元，所述触摸屏单元用于对采样车与煤堆之间的相对位置、采样坐标在煤堆中的分布以及对应的预先停车位置进行实时显示，并接收对应的信令进行提示。
17.作为本发明的一种优选实施方式，所述触摸屏单元上还包括有数据输入模块，可
用于手动输入采样对应参数，还可用于预先输入煤堆的个数、总采样个数、采样总质量；将所有的煤堆按照顺序进行编号，统计编号的数量得到煤堆的个数并统计对应煤堆上的所有采样坐标个数求和得到单煤堆总采数，将煤堆的个数、总采样个数、煤堆编号以及对应的单煤堆总采数进行图像显示。
18.作为本发明的一种优选实施方式，所述触摸屏单元还用于统计编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与对应的单煤堆总采数进行百分比计算得到单煤堆采样数量进度；统计所有编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与总采样个数进行百分比计算得到采样数量总进度；对采样的样品进行称量，得到已采样个体质量，将所有的已采样个体质量进行求和得到样品已采总量，将采样总质量与样品已采总量进行百分比计算得到采样质量总进度；将采样质量总进度、煤堆编号对应的单煤堆采样数量进度、采样数量总进度进行显示。
19.作为本发明的一种优选实施方式，所述对舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标进行采样条件判断处理的具体过程为：
20.根据预设公式计算该采样点(xn,y
采
，zn)与采样车基准点(x
基
,y
基
，z
基
)之间的距离v，获取采样点与样车基准点之间的中点与采样器工作的最小位置(x
器
，y
器
，z
器
)，将中点与采样器工作的最小位置的距离进行计算得到中距s，根据勾股定理换算出采样器工作时距离采样点的距离，将该距离标记为预先设定值d；将采样坐标与采样车基准点进行距离计算得到采集距离k，将采集距离k与预先设定值d进行比对；若k＜d，则该采样坐标符合要求；若k＞d，则该采样坐标不符合要求；舍弃不符合要求的采样坐标，并在该舍弃采样坐标附近位置(设定附近位置的距离为q*l/xn，其中，q为小于0.8的一个系数或随机数)内重新随机生成新的采样坐标，然后依照上述流程核算新的采样坐标是否符合采样条件。
21.作为本发明的一种优选实施方式，所述智能控制单元进行修正处理的具体过程为：
22.将预先停车位置与采样坐标进行距离计算得到预设偏差，再对实际停车位置与采样坐标进行距离计算得到实际偏差，将实际偏差与预设偏差进行比对；若实际偏差小于预设偏差时，则不做任何处理；若实际偏差大于预设偏差时，生成对应的异常信令发送到触摸屏单元；异常信令用于触发触摸屏单元进行对应的异常提示并将所有剩余未采样的采样坐标进行舍弃处理，并依据上述流程重新生成新的采样坐标；将所有新的采样坐标发送到触摸屏单元，并替换舍弃采样坐标进行更新后显示。
23.作为本发明的一种优选实施方式，所述智能控制单元进行修正处理的具体过程为：
24.将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行重叠得到重叠区域，将采样车的实际停车位置与重叠区域进行求差得到超出区域；将超出区域与预设区域偏差行比对，若超
出区域大于预设区域偏差，则生成超出信令并发送到触摸屏单元；超出信令用于触发触摸屏单元进行对应的警报提示，将采样车未采样坐标后的所有采样坐标以及对应预先停车位置重新依照上述步骤进行计算，得到新的采样坐标以及对应的预先停车位置，并将新的预先停车位置发送到触摸屏单元进行显示。
25.作为本发明的一种优选实施方式，所述采样车上设置有距离传感器，所述距离传感器可以获得采样车基准点与煤堆表面的采样点之间的距离，将该距离与预设煤距进行比对，若该距离大于预设煤距，则对应的采样坐标不符合采样要求；在二次探测时可利用距离传感器获取采样坐标与采样器工作的距离，若该距离大于预设距离，则放弃对该采样坐标的采样，并依据上述流程重新生成新的采样坐标。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果：
27.1、本发明通过智能控制单元智能生成采样布局方案，使采样坐标在长度、高度以及深度等多维度随机布点，并对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，使得准确对煤堆的不同层次、位置进行取样，保证取样样品具有代表性。
28.2、本发明通过智能控制单元依据多种参数智能判断采样坐标是否符合采样条件，自动舍弃对应不符合要求的采样坐标、预先停车位置，并进行随机增补，实现对采样布局方案的实时校准与调整。
29.3、本发明与现有人工采样相比，利用一定规则实现智能判断，实现采样坐标在煤堆空间分布中的随机布置，避免人为干扰，以保证后续通过样品对整个煤堆分析结果的精准度。
附图说明
30.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
31.图1是本发明一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法的煤堆整体的立体坐标图；
32.图2是本发明一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法的煤堆煤堆整体的平面坐标图。
具体实施方式
33.下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.应当理解，本披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
35.还应当理解，在此本披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本披露。如在本披露说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一
个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
36.请参阅图1-2图所示，一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，包括以下步骤：
37.步骤一：采样车以一定速度沿煤堆的周围行驶，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，并发送到智能控制单元；煤堆特征包括煤堆整体图像、煤堆中不同位置的点距离采样车基准点的距离，并得到煤堆长度x和煤堆宽度z的数据，据此可以形成煤堆的点阵图x∈(xmin，xmax)，z∈(zmin，zmax)；
38.步骤二：智能控制单元对煤堆特征进行识别，通过对煤堆长度进行长度分析，以得到煤堆的总长l；在煤堆长度方向的总长范围内利用随机算法计算得到采样长度位置xn；对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，设定采样距离的最小间隔大于q*l/xn，最大间隔小于p*l/xn，以得到相邻的采样长度位置xn之间的间隔范围；其中，q为小于0.8的一个系数或随机数，p为大于1.2的一个系数或随机数；
39.对煤堆长度进行长度分析，具体为：在记录煤堆长度时，若记录煤堆长度时未发生中断，则将煤堆长度的初始位置xmin与终止位置xmax进行差值计算得到煤堆长度的总长l，若煤堆发生中断，则标记煤堆的中断开始位置m
中断
以及与下一截煤堆的连接位置m
连
，将煤堆的中断开始位置以及与下一截煤堆的连接位置进行差值计算，带入公式m
中断-m
连
得到缺失长度m
缺
，将缺失长度与预设可缺长度m
预
进行比对；若m
缺
＜m
预
，则计入煤堆长度的总长，若m
缺
＞m
预
，则该煤堆缺失长度不计入煤堆长度的总长；
40.步骤三：智能控制单元获取采样长度位置处对应的煤堆实际高度y
实高
，设定采样器工作的最低采样高度c
低采
、最高采样高度c
高采
，将其与煤堆实际高度进行比对，在|y
实高-c
低采
|与|y
实高-c
高采
|之中选择范围较小的数值，在该数值内利用随机算法布置采样高度位置y
采
；由于采样器具有一定的工作宽度，将采样器的宽度去除在采样高度位置中；将采样长度位置与采样高度位置交点(xn,y
采
)的宽度方向延伸线在煤堆表面形态的相交点标记为煤堆表面的采样点(xn,y
采
，zn)，将采样点的采样高度位置与地面之间的距离标记为深度范围(y
采
,y
地面
]，向煤堆内部深度方向在深度范围内利用随机算法计算得到采样深度位置yn；
41.步骤四：通过上述步骤依据采样长度位置xn、采样高度位置y
采
和采样深度位置yn确认了采样坐标(xn，yn，zn)，使采样坐标的个数增加一个；统计所有的采样坐标在煤堆整体图像中进行标记，并发送到触摸屏单元上进行图像展示；依照上述步骤，直至生成煤堆总采样个数的采样坐标；
42.将上述步骤二、步骤三和步骤四规划为生成随机布点的采样方案；
43.步骤五：获取采样坐标的平面坐标(xn，zn)与采样器工作时采样的最大采样距离imax，利用预设公式得到采样坐标的最大可采范围(x-xn)2+(y-zn)2＝imax2；将采样坐标的最大可采范围与采样车的长度u之间进行配合得到采样车最大可停范围(x-xn)2+(y-zn)2＝(imax+u)2；将煤堆的点阵图与采样车可停范围之间重叠范围标记为不可停范围；将采样车最大可停范围与不可停范围进行求差得到预先停车位置；获取采样车的实际停车位置，将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行较比，若采样车的实际停车位置在预先停车位置内，则无需进行修正，若采样车的实际停车位置不在预先停车位置内，则进行修正处理；
44.步骤六：对采样坐标进行布局校准，具体如下述步骤：
45.s1:在采样车到达预先停车位置后，进行二次探测，具体为：
46.图像识别单元包括有车载雷达，用于二次测绘采样坐标附近煤堆表面形态以及点阵图(或采样坐标附近一定范围内煤堆表面距离采样车基准点的距离)；据此计算采样器工作时距离采样坐标的距离，将该距离与预设距离进行比对；若该距离大于预设距离，则该采样坐标超出采样器工作范围，放弃对该采样坐标的采样；若该距离小于预设距离，则采样器对该采样坐标进行采样；将已完成采样的采样坐标覆盖的煤堆长度标记为已采样区域，将煤堆的点阵图与已采样区域进行求差得到未采样区域；
47.s2:获取舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标，对一定范围内的采样坐标进行采样条件判断处理；将不符合要求的采样坐标舍弃；将所有符合要求的采样坐标在煤堆整体图像上进行标记，并发送到触摸屏单元进行图像显示；统计该范围内所有符合要求的采样坐标，若存在一个或一个以上符合要求的采样坐标，则随机选择该范围内符合要求的采样坐标进行采样，并记录为实际采样位置；若无符合要求的采样坐标，则会在未采样区域上重新利用随机算法计算所有缺失的采样坐标；按照重新布置生成的采样坐标，继续进行采样。
48.本发明智能控制单元智能生成采样布局方案，使采样坐标在长度、高度以及深度等多维度随机布点，并对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，使采样位置整体符合正态分布，使得准确对煤堆的不同层次、位置进行取样，保证取样样品具有代表性，并且可在连续长条装煤堆、间断长条装煤堆、圆锥形煤堆等类型的煤堆进行采样点布置，可使用范围广。
49.本发明可以智能判断采样坐标是否符合采样条件，并对采样方案进行实时校准与调整。
50.采样车上设置有触摸屏单元，触摸屏单元用于对采样车与煤堆之间的相对位置、采样坐标在煤堆中的分布以及对应的预先停车位置进行实时显示，并接收对应的信令进行提示。
51.通过触摸屏单元可以直观的查看，从而便于快速了解采样坐标在煤堆整体图像中的分布以及采样车、煤堆和预先停车位置之间的位置。
52.触摸屏单元上还包括有数据输入模块，可用于手动输入采样对应参数，还可用于预先输入煤堆的个数、总采样个数、采样总质量；将所有的煤堆按照顺序进行编号，统计编号的数量得到煤堆的个数并统计对应煤堆上的所有采样坐标个数求和得到单煤堆总采数，将煤堆的个数、总采样个数、煤堆编号以及对应的单煤堆总采数进行图像显示。
53.通过预先输入采样对应参数，使智能控制单元严格依据对应采样参数执行相关采样方法、采样标准设定，以完全满足对方法、标准的要求。
54.触摸屏单元还用于统计编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与对应的单煤堆总采数进行百分比计算得到单煤堆采样数量进度；统计所有编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与总采样个数进行百分比计算得到采样数量总进度；对采样的样品进行称量，得到已采样个体质量，将所有的已采样个体质量进行求和得到样品已采总量，将采样总质量与样品已采总量进行百分比计算得到采样质量总进度；将采样质量总进度、煤堆编号对应的单煤堆采样数量进度、采样数量总进度进行显示。
55.通过触摸屏单元，可以直观的查看煤堆采样的各种进度，方便快速了解煤堆采样总体情况，并且在采样车行驶过程中，可由操作员确定实际停车位置。
56.对舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标进行采样条件判断处理的具体过程为：
57.根据预设公式计算该采样点(xn,y
采
，zn)与采样车基准点(x
基
,y
基
，z
基
)之间的距离v，获取采样点与样车基准点之间的中点与采样器工作的最小位置(x
器
，y
器
，z
器
)，将中点与采样器工作的最小位置的距离进行计算得到中距s，根据勾股定理换算出采样器工作时距离采样点的距离，将该距离标记为预先设定值d；将采样坐标与采样车基准点进行距离计算得到采集距离k，将采集距离k与预先设定值d进行比对；若k＜d，则该采样坐标符合要求；若k＞d，则该采样坐标不符合要求；舍弃不符合要求的采样坐标，并在该舍弃采样坐标附近位置(设定附近位置的距离为q*l/xn，其中，q为小于0.8的一个系数或随机数)内重新随机生成新的采样坐标，然后依照上述流程核算新的采样坐标是否符合采样条件。
58.通过对采样坐标分析判断，自动舍弃不符合要求的采样坐标并随机增补采样坐标，实现对采样方案实时校准与调整。
59.智能控制单元进行修正处理的具体过程为：
60.将预先停车位置与采样坐标进行距离计算得到预设偏差，再对实际停车位置与采样坐标进行距离计算得到实际偏差，将实际偏差与预设偏差进行比对；若实际偏差小于预设偏差时，则不做任何处理；若实际偏差大于预设偏差时，生成对应的异常信令发送到触摸屏单元；异常信令用于触发触摸屏单元进行对应的异常提示并将所有剩余未采样的采样坐标进行舍弃处理，并依据上述流程重新生成新的采样坐标；将所有新的采样坐标发送到触摸屏单元，并替换舍弃采样坐标进行更新后显示。
61.通过该修正处理，可以在实际停车位置与预先停车位置之间偏差过大时自动舍弃其余未采样的采样坐标并随机增补采样坐标，实现对采样方案实时校准与调整。
62.智能控制单元进行修正处理的具体过程为：
63.将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行重叠得到重叠区域，将采样车的实际停车位置与重叠区域进行求差得到超出区域；将超出区域与预设区域偏差行比对，若超出区域大于预设区域偏差，则生成超出信令并发送到触摸屏单元；超出信令用于触发触摸屏单元进行对应的警报提示，将采样车未采样坐标后的所有采样坐标以及对应预先停车位置重新依照上述步骤进行计算，得到新的采样坐标以及对应的预先停车位置，并将新的预先停车位置发送到触摸屏单元进行显示。
64.通过该修正处理，采样车在超出预设区域一定数值时，自动舍弃其余未采样坐标以及对应的预先停车位置，并随机增补采样坐标以及对应的预先停车位置，实现对预先停车位置的实时校准与调整。
65.采样车上设置有距离传感器，距离传感器可以获得采样车基准点与煤堆表面的采
样点之间的距离，将该距离与预设煤距进行比对，若该距离大于预设煤距，则对应的采样坐标不符合采样要求；在二次探测时可利用距离传感器获取采样坐标与采样器工作的距离，若该距离大于预设距离，则放弃对该采样坐标的采样，并依据上述流程重新生成新的采样坐标。
66.通过设置距离传感器，用于替代车载图像识别单元，可简化并降低采集煤堆特征的成本。
67.本发明在具体进行实施时：
68.本发明在使用时，采样车在煤堆周围行驶过程中通过车载图像识别单元采集煤堆特征，智能控制单元结合煤堆特征中进行随机算法计算，以得到采样坐标在长度、高度以及深度等多维度随机布点，并对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，使采样位置整体符合正态分布，以提高取样样品的代表性；通过智能控制单元依据多种参数，智能对采样坐标、对应的预先停车位置分析判断，自动舍弃对应不符合要求的采样坐标、预先停车位置，并进行随机增补，实现对采样布局方案的实时校准与调整；通过数据输入模块预先输入采样对应参数，或者车载图像识别单元对煤堆特征进行采集，严格依据对应采样参数执行相关采样方法、采样标准设定，从而完全满足方法、标准的要求。
69.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采样车以一定速度沿煤堆的周围行驶，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，并发送到智能控制单元；煤堆特征包括煤堆整体图像、煤堆中不同位置的点距离采样车基准点的距离，并得到煤堆长度和煤堆宽度的数据，据此可以形成煤堆的点阵图；步骤二：智能控制单元对煤堆特征进行识别，通过对煤堆长度进行长度分析，以得到煤堆的总长；在煤堆长度方向的总长范围内利用随机算法计算得到采样长度位置；对采样长度位置的间隔范围进行条件限制；步骤三：智能控制单元获取采样长度位置处对应的煤堆实际高度，设定采样器工作的最低采样高度、最高采样高度，将其与煤堆实际高度进行比对，选择范围较小的数值，在该数值内利用随机算法布置采样高度位置；将采样长度位置与采样高度位置交点的宽度方向延伸线在煤堆表面形态的相交点标记为煤堆表面的采样点，将采样点的采样高度位置与地面之间的距离标记为深度范围，向煤堆内部深度方向在深度范围内利用随机算法计算得到采样深度位置；步骤四：通过上述步骤依据采样长度位置、采样高度位置和采样深度位置确认了采样坐标；统计所有的采样坐标在煤堆整体图像中进行标记，并发送到触摸屏单元上进行图像展示；步骤五：获取采样坐标的平面坐标与采样器工作时采样的最大采样距离，利用预设公式得到采样坐标的最大可采范围；将采样坐标的最大可采范围与采样车的长度之间进行配合得到采样车最大可停范围；将煤堆的点阵图与采样车可停范围之间重叠范围标记为不可停范围；将采样车最大可停范围与不可停范围进行求差得到预先停车位置；获取采样车的实际停车位置，将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行较比，若采样车的实际停车位置在预先停车位置内，则无需进行修正，若采样车的实际停车位置不在预先停车位置内，则进行修正处理；步骤六：对采样坐标进行布局校准，具体如下述步骤：s1:在采样车到达预先停车位置后，进行二次探测，具体为：图像识别单元包括有车载雷达，用于二次测绘采样坐标附近煤堆表面形态以及点阵图，或采样坐标附近一定范围内煤堆表面距离采样车基准点的距离；据此计算采样器工作时距离采样坐标的距离，将该距离与预设距离进行比对；若该距离大于预设距离，则该采样坐标超出采样器工作范围，放弃对该采样坐标的采样；若该距离小于预设距离，则采样器对该采样坐标进行采样；将已完成采样的采样坐标覆盖的煤堆长度标记为已采样区域，将煤堆的点阵图与已采样区域进行求差得到未采样区域；s2:获取舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标，对一定范围内的所有采样坐标进行采样条件判断处理；将不符合要求的采样坐标舍弃；将所有符合要求的采样坐标在煤堆整体图像上进行标记，并发送到触摸屏单元进行图像显示；统计该范围内所有符合要求的采样坐标，若存在一个或一个以上符合要求的采样坐标，则随机选择该范围内符合要求的采样坐标进行采样，并记录为实际采样位置；若无符合要求的采样坐标，则会在未采样区域上重新利用随机算法计算所有缺失的采样坐标；按照重新布置生成的采样坐标，继续进行采样。2.根据权利要求1所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征
在于，所述采样车上设置有触摸屏单元，所述触摸屏单元用于对采样车与煤堆之间的相对位置、采样坐标在煤堆中的分布以及对应的预先停车位置进行实时显示，并接收对应的信令进行提示。3.根据权利要求2所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述触摸屏单元上还包括有数据输入模块，可用于手动输入采样对应参数，还可用于预先输入煤堆的个数、总采样个数、采样总质量；将所有的煤堆按照顺序进行编号，统计编号的数量得到煤堆的个数并统计对应煤堆上的所有采样坐标个数求和得到单煤堆总采数，将煤堆的个数、总采样个数、煤堆编号以及对应的单煤堆总采数进行图像显示。4.根据权利要求2所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述触摸屏单元还用于统计编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与对应的单煤堆总采数进行百分比计算得到单煤堆采样数量进度；统计所有编号对应煤堆的实际采样位置个数，将其与总采样个数进行百分比计算得到采样数量总进度；对采样的样品进行称量，得到已采样个体质量，将所有的已采样个体质量进行求和得到样品已采总量，将采样总质量与样品已采总量进行百分比计算得到采样质量总进度；将采样质量总进度、煤堆编号对应的单煤堆采样数量进度、采样数量总进度进行显示。5.根据权利要求1所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述对舍弃采样坐标一定范围内的所有采样坐标进行采样条件判断处理的具体过程为：计算该采样点与采样车基准点之间的距离，根据该距离换算出采样器工作时距离采样点的距离，将该距离标记为预先设定值；将采样坐标与采样车基准点进行距离计算得到采集距离，将采集距离与预先设定值进行比对；若采集距离小于预设设定值，则该采样坐标符合要求；若采集距离大于预设设定值，则该采样坐标不符合要求；舍弃不符合要求的采样坐标，并在该舍弃采样坐标附近位置内重新随机生成新的采样坐标，然后依照上述流程核算新的采样坐标是否符合采样条件。6.根据权利要求1中所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述智能控制单元进行修正处理的具体过程为：将预先停车位置与采样坐标进行距离计算得到预设偏差，再对实际停车位置与采样坐标进行距离计算得到实际偏差，将实际偏差与预设偏差进行比对；若实际偏差小于预设偏差时，则不做任何处理；若实际偏差大于预设偏差时，生成对应的异常信令发送到触摸屏单元；异常信令用于触发触摸屏单元进行对应的异常提示并将所有剩余未采样的采样坐标进行舍弃处理，并依据上述流程采样坐标进行更新后显示。7.根据权利要求1所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述智能控制单元进行修正处理的具体过程为：将采样车的实际停车位置与预先停车位置进行重叠得到重叠区域，将采样车的实际停车位置与重叠区域进行求差得到超出区域；将超出区域与预设区域偏差行比对，若超出区域大于预设区域偏差，则生成超出信令并发送到触摸屏单元；超出信令用于触发触摸屏单元进行对应的警报提示，将采样车未采样坐标后的所有采样坐标以及对应预先停车位置重新依照上述步骤进行计算，得到新的采样坐标以及对应的预先停车位置，并将新的预先停车位置发送到触摸屏单元进行显示。
8.根据权利要求1中所述的一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，其特征在于，所述采样车上设置有距离传感器，所述距离传感器可以获得采样车基准点与煤堆表面的采样点之间的距离，将该距离与预设煤距进行比对，若该距离大于预设煤距，则对应的采样坐标不符合采样要求；在二次探测时可利用距离传感器获取采样坐标与采样器工作的距离，若该距离大于预设距离，则放弃对该采样坐标的采样，并依据上述流程重新生成新的采样坐标。

技术总结
本发明提供一种全智能采样车用随机采样布局与实时校准方法，属于煤炭采样技术领域，包括车载图像识别单元、智能控制单元和触摸屏单元，通过车载图像识别单元采集煤堆特征，由智能控制单元进行处理以得到采样坐标的采样长度位置、采样高度位置和采样深度位置；对采样坐标进行布局校准。通过智能控制单元智能生成采样布局方案，使采样坐标在长度、高度以及深度等多维度随机布点，并对采样长度位置的间隔范围进行条件限制，使得准确对煤堆的不同层次、位置进行取样，保证取样样品具有代表性。保证取样样品具有代表性。保证取样样品具有代表性。


技术研发人员：罗陨飞 姜英 邵徇
受保护的技术使用者：英飞智信（北京）科技有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/8/24