本发明涉及自动化平仓，特别是涉及一种用于自动化平仓装备的智能控制系统。
背景技术：
1、在粮食储藏过程中，平仓作业是储粮管理的一个重要环节。目前国内粮仓都是人工平粮，存在工作量大，工作效率低，劳动强度大，作业环境恶劣，粮面坍塌埋人的安全风险等问题。为了弥补人工作业存在的不足，近年来，在国内和国外研发出了许多平粮机构，旨在取代人工进行粮面平整的工作；因此，对于粮仓来说，自动平仓尤为重要。
2、平仓机器人成为未来粮仓机器人技术的重要发展方向，但在实际的粮仓平仓过程中，现有平仓机器人控制系统存在自动化程度不高、遥控操作依赖人工以及无法自主决策自主分析自主作业和在复杂环境中的作业能力不强等问题。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述背景技术提到的问题，提供一种用于自动化平仓装备的智能控制系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，包括悬挂或安装于粮仓顶部的中控系统以及若干个由中控系统控制的机器人，中控系统包括激光雷达、摄像头和控制及算力模块；中控系统通过激光雷达扫描粮面，获取粮面点云数据并进行去噪，然后构建三维粮面模型和识别粮堆及障碍物位置，进而得到粮面地图，所述控制及算力模块用于根据粮面地图进行粮面分区并规划各区域内的机器人的运动路径，控制机器人对粮仓进行平仓作业，具体步骤为：
3、s1：获取粮堆位置及机器人实时位姿；
4、s2：划分作业区域与各机器人调度；
5、s3：规划各机器人作业路径并执行平仓作业；
6、s4：激光雷达检测平仓效果，判断平仓效果指标，若，则平仓作业结束；否，则重新执行步骤s1。
7、作为本发明的一种优选实施方式，所述划分作业区域的具体过程为：
8、获取三维粮面模型，计算平粮工作量，若平粮工作量小于或等于设定工作量阈值，则将仓内按照面积平均分区得到各作业区域；若平粮工作量大于设定工作量阈值，则将平粮工作量等分为若干个分工作量，依据分工作量对仓内进行作业区域划分，使得每个作业区域内对应的分工作量相等。
9、作为本发明的一种优选实施方式，所述计算平粮工作量的具体过程为：
10、调取粮仓区域内各监测点的粮堆高度，并将其进行均值计算得到平均高度；取区域内各监测点中最大粮堆高度和最小粮堆高度，并将其与各监测点的粮堆高度、平均高度进行归一化处理并取其数值，对数值分析得到粮堆高度表现值；
11、调取区域的粮堆图像，并将其进行灰度处理，再将灰度处理后的粮仓图像进行放大处理以形成若干个区块，识别每个区块的亮度值；依据各区块的亮度进行深化分析得到粮堆亮度表现值；
12、通过边缘检测算法，识别粮堆图像中的边缘像素点并计算各边缘像素点对应的边缘强度值，将边缘强度值与设定的强度区间进行比较分析以将边缘强度值对应的边缘像素点分为高度显著边缘、中度显著边缘和低度显著边缘，分别统计高度显著边缘、中度显著边缘和低度显著边缘的累计次数，并将其分与各边缘像素点对应的边缘强度值进行公式化计算分析得到粮堆纹理表现值；
13、将粮堆高度表现值、粮堆亮度表现值和粮堆纹理表现值记为粮堆特征参数；
14、基于粮堆特征参数进行综合分析以得到粮仓内各区域的平粮量，将所有的平粮量进行求和得到平粮工作量。
15、作为本发明的一种优选实施方式，依据各区块的亮度进行深化分析的具体过程为：
16、任选其中一个区块为中心区块，与中心区块相邻的区块记为比对区块；将中心区块对应的亮度值与比对区块的亮度值进行差值计算得到中心区块与各比对区块之间的亮度差值，并将其进行均值计算得到亮度偏差值；以此类推可得粮堆图像内各区块的亮度偏差值；
17、将亮度偏差值与设定的偏差区间进行比较分析以将亮度偏差值对应的区块分为高度亮度不均、中度亮度不均和低度亮度不均，分别统计高度亮度不均、中度亮度不均和低度亮度不均的累计次数，并将其与各区块的亮度偏差值进行公式化计算分析得到粮堆亮度表现值。
18、作为本发明的一种优选实施方式，各机器人调度的具体过程为：
19、调取各机器人于各采集时刻对应自身的运行信息，并据此对机器人的运行状态进行分析以得到各采集时刻对应的运行值；以时间为横坐标，以运行值为纵坐标绘制运行值随时间变化曲线图，并对其进行图形趋势解析得到运行增加度、运行降低度和运行斜率；
20、设定每个机器人分别对应一个累计系数，调取距离系统当前时间最近一次更新的累计系数；获取机器人的待处理作业区域的数量，并将其与累计系数、运行值、运行增加度、运行降低度和运行斜率进行归一化处理并取其数值，对数值分析得到各机器人的运行处理值；
21、将各机器人按照其对应的运行处理值从大至小的顺序进行先后排序，当机器人数量大于作业区域数量时，按照顺序依次选取运行处理值大的机器人作为目标机器人，并将作业区域对应分配至目标机器人；当机器人数量等于作业区域数量，则直接将作业区域对应分配至机器人，当机器人数量小于作业区域数量，则依据顺序将作业区域分配给机器人，分配完一遍后，再依据顺序分配，直至作业区域分配完成，由此，机器人的待处理作业区域的数量增加一，同时该机器人对应一个平粮操作待处理列表，列表中的各待处理作业区域的顺序是按照作业区域位置顺序进行排列。
22、作为本发明的一种优选实施方式，调取各机器人于各采集时刻对应自身的运行信息，其中运行信息包括电机电流、电机温度、振幅、螺旋转速；
23、设定不同型号的机器人分别对应一个标准运行参数，其中标准运行参数包括标准电流区间、标准温度区间、标准螺旋转速区间；将各采集时刻的运行参数与标准运行参数进行比对以得到参考电流、参考温度和参考转速；
24、将电机电流、电机温度、振幅、螺旋转速、参考电流、参考温度和参考转速进行归一化处理并取其数值，对数值分析得到各采集时刻运行值。
25、作为本发明的一种优选实施方式，将各采集时刻的运行参数与标准运行参数进行比对的具体方式为：
26、将电机电流和标准电流区间进行比较分析，当电机电流大于标准电流区间的上限时，则以标准电流区间的上限作为参考电流；当电机电流处于标准电流区间中时，则以电机电流作为参考电流；当电机电流小于标准电流区间的下限时，则以标准电流区间的下限作为参考电流；由此可得各采集时刻对应的参考电流；
27、同理，将电机温度和螺旋转速分别与标准温度区间和标准转速区间进行比较分析得到对应的参考温度和参考转速。
28、作为本发明的一种优选实施方式，对运行值随时间变化曲线图进行图形趋势解析的具体过程为：
29、以时间为横坐标，以运行值为纵坐标构建二维直角坐标系，将运行值按照其对应的采集时刻于坐标系中描点以得到运行点，采用圆滑的曲线依次连接运行点以得到机器人的运行值随着时间变化曲线图；
30、于各运行点处作曲线的切线，计算切线斜率以得到各运行点对应的运行斜率；将大于零的运行斜率进行求和计算得到运行增加度，并将小于零的运行斜率进行求和并取绝对值计算得到运行降低度。
31、作为本发明的一种优选实施方式，累计分析的具体过程为：
32、当平粮操作次数u=1时，则累计系数赋值为1；
33、当平粮操作次数u≠1时，则获取机器人对作业区域进行平粮操作的开始时刻、结束时刻，以及作业区域对应的平粮工作量；将开始时刻和结束时刻进行时间差值计算的操作时长，由此可得机器人每次平粮操作对应的操作时长；将平粮工作量和操作时长进行归一化处理并取其数值，对数值分析得到每次平粮操作对应的平粮效能值；
34、将平粮效能值与设定的效能区间进行比较分析以将平粮效能值对应的平粮操作分为高效操作、中效操作和低效操作，分别统计高效操作、中效操作和低效操作的累计次数，并将其与每次平粮操作对应的平粮效能值进行公式化计算分析得到累计系数。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
36、1、本发明能够实时监测各区域的粮堆状态，并据此分析得到粮堆特征参数，其中粮堆特征参数包括粮堆高度表现值、粮堆亮度表现值和粮堆纹理表现值，能够准确地评估粮堆的平整度和表面状况，相比于传统方法，这种实时监测与精确分析的能力提高了平仓机器人对粮仓内部复杂环境的适应性，减少了人工干预的需求；为实现平粮操作的智能控制提供了数据支持，有助于提高系统的决策准确性；
37、2、通过对粮堆特征参数进行综合分析计算平粮工作量，并依据平粮工作量对仓内进行作业区域划分；由此动态选择最合适的平仓机器人执行平粮操作，相比于传统单机、遥控操作或者固定式平仓机器人，本发明自主决策能力使系统能够灵活应对不同的环境变化，实现最佳的平粮效果；
38、3、通过对机器人的运行参数进行实时监控和分析，能够确保每台机器人的工作状态良好，根据各机器人的平粮效能值对其进行优化分配，确保机器人始终以最佳状态执行任务，从而提高整体平粮效率和效果；
39、4、通过分析每次平粮操作的效能值，系统能够逐步优化机器人的任务分配策略，这种基于历史数据的自我学习和优化能力，使系统在长期运行中可以不断提高操作效率和智能化水平。
1.一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，包括悬挂或安装于粮仓顶部的中控系统以及若干个由中控系统控制的机器人，中控系统包括激光雷达、摄像头和控制及算力模块；中控系统通过激光雷达扫描粮面，获取粮面点云数据并进行去噪，然后构建三维粮面模型和识别粮堆及障碍物位置，进而得到粮面地图，其特征在于，所述控制及算力模块用于根据粮面地图进行粮面分区并规划各区域内的机器人的运动路径，控制机器人对粮仓进行平仓作业，具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，所述划分作业区域的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，所述计算平粮工作量的具体过程为：
4.根据权利要求3所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，依据各区块的亮度进行深化分析的具体过程为：
5.根据权利要求1所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，各机器人调度的具体过程为：
6.根据权利要求5所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，调取各机器人于各采集时刻对应自身的运行信息，其中运行信息包括电机电流、电机温度、振幅和螺旋转速；
7.根据权利要求6所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，将各采集时刻的运行参数与标准运行参数进行比对的具体方式为：
8.根据权利要求7所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，对运行值随时间变化曲线图进行图形趋势解析的具体过程为：
9.根据权利要求8所述的一种用于自动化平仓装备的智能控制系统，其特征在于，累计分析的具体过程为：
