[發明專利]基于ToF成像系統的棧板識別方法及自動導引運輸車

在審

• 申請號: 201811035609.7
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109087345A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 王云凱;戴蕭何;趙越
• 申請（專利權）人: 上海仙知機器人科技有限公司
• 主分類號: G06T7/50
• 分類號: G06T7/50;G06T7/73
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 季永康

本發明涉及自動化物流技術領域。本發明一實施例提一種基于ToF成像系統的棧板識別方法，包括：基于ToF成像系統，獲取關于待識別的棧板的棧板點云數據；從所述棧板點云數據中分離出地面成分和物體成分；基于點云區域增長算法，從對應所述物體成分的點云數據中分割出棧板前端面；根據所分割出的棧板前端面的幾何特征信息，識別所述棧板的姿態和空間位置。由此，不需要額外的人工標簽標注，降低了人工成本，并且能夠同時防止光線、噪音等因素的干擾，可較為精確地計算出棧板的姿態和位置。

技術領域

本發明涉及自動化物流技術領域，具體地涉及一種基于ToF成像系統的棧板識別方法及自動導引運輸車。

背景技術

自動化物流和倉儲系統是未來的發展趨勢，而智能叉車在其中起到了重要的作用。智能叉車除了需要自主導航外，還需要動態識別安放貨物的棧板，同時確定棧板的姿態和位置，精準完成自動搬運任務。

目前棧板的識別沒有非常通用和成熟的技術，目前一方面的方法需要給棧板添加人工標簽，但是該方法需要丟棧板做改造，人工成本高；目前另一方面的方法中，通過單目、雙目或深度攝像頭基于圖像識別棧板，但該方法受到了應用環境的限制（例如受光線的影響大），并且由于程序運算量大而無法得出實時處理圖像的效果。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種基于ToF成像系統的棧板識別方法及自動導引運輸車，用以解決目前棧板打標簽所導致的高成本以及圖像識別棧板所導致的高復雜性的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例一方面提供了一種基于ToF成像系統的棧板識別方法，包括：基于ToF成像系統，獲取關于待識別的棧板的棧板點云數據；從所述棧板點云數據中分離出地面成分和物體成分；基于點云區域增長算法，從對應所述物體成分的點云數據中分割出棧板前端面；根據所分割出的棧板前端面的幾何特征信息，識別所述棧板的姿態和空間位置。

可選的，所述從所述棧板點云數據中分離出地面成分和物體成分包括：根據自然三軸坐標系，將所獲取的棧板點云數據賦予為對應的點云坐標；獲取所述待識別的棧板的需求高度；根據所述需求高度，濾除所述點云坐標下與所述需求高度不匹配的棧板點云數據；從經濾除的棧板點云數據中分離出地面成分和物體成分。

可選的，所述從所述棧板點云數據中分離出地面成分和物體成分包括：分別多次隨機從所述點云數據中抽取多個點，并相應地擬合出多個基準平面；統計所述點云數據下所有的點分別與所述多個基準平面的距離在容差距離范圍內的相應的點的數量；比較所統計的所述點的數量，并根據該比較的結果和所述多個基準平面確定地面成分

可選的，所述基于點云區域增長算法從對應所述物體成分的點云數據中分割出棧板前端面包括：從所述物體成分的點云數據中隨機選取種子點，并判斷所述種子點與作為所述種子點周圍的非種子點是否處于同一平面內，其中所述種子點的法向量與地面法向量垂直；當確定所述種子點和所述非種子點處于同一平面內時，確定將該非種子點作為新的種子點；迭代判斷所述新的種子點與其周圍的非種子點是否處于同一平面內，以通過點云區域生長的方式統計出所有的種子點；以及基于所統計的種子點，構建所述棧板前端面。

可選的，所述基于所統計的種子點構建所述棧板前端面包括：判斷所統計的種子點的數量是否處于預設定的數量范圍內；若是，則基于所統計的種子點構建所述棧板前端面；以及若否，則確定所統計的種子點所對應的面不屬于棧板前端面。

可選的，所述棧板配置有多種棧板前端面類型，其中，所述根據所分割出的棧板前端面的幾何特征信息識別所述棧板的姿態和空間位置包括：確定所分割出的棧板前端面的最遠兩點之間的最長長度；將所述最長長度與多個對角線標準值進行匹配，以確定所述棧板前端面所屬的棧板前端面類型，其中所述多個對角線標準值分別對應于多個不同的棧板前端面類型；根據與預設棧板前端面類型相對應的棧板前端面的中心點，確定棧板的空間位置。