GNSS三维坐标位置检测系统可提供堆取料机走行定位系统输出的走行值；根据当前时刻激光扫描数据与堆取料机走行定位系统的位置信息产生对应关系，将当前时刻料堆表面被测点的一组数据从激光扫描装置坐标系下转换成料场坐标系下；在料场坐标系下，料堆表面一个被测点坐标值中的x、y值为被测点在料场平面的两维坐标位置，被测点Z值为对应此x、y值时被测点的高度值！网格规范化处理过程是，对激光扫描装置采集的所有测量点坐标值进行均匀网格化处理，即在料场平面坐标下，在料场长度和宽度范围内沿轨道方向即Y轴、和沿垂直轨道方向即X轴，每间隔一定距离对整个料场进行等分，这样在料场的有效堆放范围内形成一个个大小面积相等均匀分布的网格，实现料场的数字化分割；对测量点落在网格中的点数量进行规范化整合处理，保证每个网格只对应一个坐标值；如果落在同一网格内有多个测量点数据，则对这些测量点的高度Z求平均值作为网格点的Z值，且规定网格点的x、y坐标为每个网格中心，最后以新坐标点作为落在此网格内的测量点坐标；规范化处理后的网格在数学上可以表示为一个矩阵，在计算机实现中则是一个二维数组；每个网格单元或数组的一个元素，对应一个高度值。

　　本项目具有以下现实意义：改善劳动环境和降低劳动强度减少人为因素的影响和人力投入提高堆、取料机的自动化作业程度并稳定生产运行提高码头整体智能化作业管理水平保持行业技术前沿性.对于单机全自动系统而言，全自动化的硬件控制设备都在堆取料机中，主要包括PLC、激光料堆扫描，实时大机行走定位，俯仰角测量，旋臂角度测量各类辅助装置等；料堆扫描装置完成料堆原始三维数据及预处理，通过处理后的数据形成实时的模型；根据对取料机控制策略，完成斗轮堆取料机自动作业；堆取料机异常状态检测，防止碰撞、过载等异常情况的发生；控制中心设置人工干预装置如手柄操作盘等，当堆取料机工作出现异常时，可以进行人工干预，主要包括停机，暂停堆取料、大车后退、大臂旋转等操作；单机PLC作为控制中心，需根据主控PLC传送过来的堆取料任务的范围，实现堆取料的逻辑控制及其操作的实现.

　　系统优点料堆激光测量系统具有精度高，稳定性好，扩展能力强等优点!激光测量属于非接触式测量方案，在测量过程中与被测物没有直接物理接触，测量系统因此也不会因摩擦而带来误差！测量系统中使用多个激光扫描仪配置，大大提高了系统的测量点密度，消除测量死角。同时也为系统功能的扩展提供了非常有利的条件！堆取料机自动控制系统，主要是指在堆取料机作业时，在保证充分发挥堆取料机的堆取料能力和其它功能基础上，堆取料机司机室内没有操作人员进行操作和监视，控制室内也不需要操作人员进行全程的控制操作！

福建堆取料机无人化控制系统

　　三维数据接口模块！负责三维数据计算模块与计算机主控程序间的通信！计算机主控模块.负责自动堆取料全过程中的控制，包括根据作业任务生产控制指令，堆取料过程中的控制与修正，取料切入点的计算，大车寸动，取料效率的提高等!主控PLC数据通信模块!负责PLC控制系统的定时，事件触发，请求等数据通信。激光扫描仪控制模块.负责驱动激光扫描仪的转动，远程配置等!堆取料机的PLC控制模块。负责接收作业任务，并根据作业任务自动完成堆取料作业，包括堆取料机的自动对位，堆取料过程中的大车寸动，取料过程中的切入点的控制，恒流量控制，软、硬件防碰撞控制，人工远程干预的实现等!

　　控制机从管理机获得作业计划或者自行编制作业计划，根据作业料堆在料场中的三维空间形状数据，结合堆取料机的物理尺寸数据，通过优化计算获得堆取料机的取料或堆料位置，形成作业指令，将作业指令发送到相应的堆取料机PLC，中控操作人员确认作业任务（作业料堆、作业料种、作业吨位等）正确和环境安全因素后，由堆取料机进行无人驾驶的堆、取料作业。在堆取料过程中，中控操作人员可以通过监控终端和视频终端实时监视现场作业过程，必要时可以通过位于控制室的操作台对堆、取料作业进行手动干预和作业调整。

　　并实时更新数据库内数据内容，同时数据库数据内容的变化触发三维成像控件从数据库读取一次数据，从而实现终端显示的三维料场图像实时动态更新！具体的说：数据预处理的过程是，堆取料机实时运动状态数据是通过堆取料机的走行、俯仰、回旋刻度标尺输出的走行值、俯仰角度、回旋角度获得，堆取料机悬臂的动作反应在俯仰角度、回旋角度的变化上；激光扫描装置采集的数据是发射光心在0到180度范围内，周期性的以每0！5度或0!25度发射角度间隔发射光束，通过测量发射光束与料堆表面反射光束的时间差得出激光扫描装置发射光心到料堆反射表面空间距离；激光扫描装置安装相对位置数据是激光扫描装置到俯仰轴的距离，俯仰角度在零度时激光扫描装置相对于地面的高度；堆取料机实时运动状态数据与激光扫描装置采集的数据在时间上实现同步匹配!