堆取料机是一种常用于煤炭、矿沙等装卸物料的设备,堆取料机的自动化控制可以提高工作效率,减少劳动力的使用,提升同行业设备的自动化水平。论文分析了堆取料机的自动化控制发展过程,需要使用的关键技术和应用场景;介绍堆取料机国内外的发展状况及应用场景三维重建的方法;堆取料机自动化将来的发展方向。介绍了堆取料机的自动化工作原理及系统的软硬件结构;分析了堆取料机的工作现场,堆取料作业参数的计算及要达到全自动化工作料堆模型重建的技术指标。论文研究了料堆静态模型重建的方法,三维扫描仪的工作原理,用云台扩大扫描仪角度的必要性。通过激光雷达安装位置的分析,研究了从激光雷达坐标系到料场坐标系的推导过程,分析了激光雷达完成对料堆的点云的采集完成过程。论文研究了原始点云数据的采集和三维重建的流程,并对点云数据的噪声的来源和处理的方法进行了研究。海量的点云数据在三维重构前,必须进行点云精简。本文在分析现有点云精简方法的基础上,改进一种在提取特征点的同时,对邻域分布均衡性考察的方法。该方法提高了选取的特征点的鲁棒性,在点云数量较少时模型重建效果较好。对于一站点云,可在1.7秒完成点云的滤波,在4秒完成点云的精简,用正态分布变换算法和迭代最近点算法在2秒完成点云配准,用贪婪投影三角化算法在3.5秒完成模型的网格化,三维重建模型平均偏差为0.058米,为实现料堆三维快速重建提供必要的条件。论文根据堆取料机的堆料与取料两种工作方式的特点,分别研究了全自动化的控制策略。论文完成堆料工艺中堆料的层数、每次堆料的起始点和终止点、旋转的角度、料堆顶部的高度等参数的分析和计算。论文完成了取料工艺工艺中的切点计算,并根据切点推导堆取料机需要行走的距离,堆取料机旋转臂回转和俯仰的角度,取料的层数,每层取料的距离以及回转的速度调整。论文分析和研究了堆取料机全自动工作时可能发生的闷斗、过载、碰撞等问题,并给予相应的解决方法,确保其在全自动化工作时安全和高效。