[發明專利]一種車輛鞍座掃描定位方法

在審

• 申請號: 201811314908.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109484975A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 李亮舉;劉松;趙強;馬利友;周月杰
• 申請（專利權）人: 北京首鋼自動化信息技術有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/18;B66C13/08
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉建民

一種車輛鞍座掃描定位方法，屬于無人天車技術領域。采用了激光掃描儀技術實現了精準定位鞍座中心坐標的效果。在天車的工作區域找到合理的鋼卷裝卸區，用于鋼卷差卸車進行停放，每個鋼卷裝卸區對應一個掃描儀；當鋼卷裝卸車進入到鋼卷裝卸區域后，安裝在鋼卷裝卸區上方的掃描儀開始掃描鋼卷裝卸區，判斷車輛是否停好；根據鞍座在車身上的高度、寬度、長度數據，生成鞍座特征圖片；通過掃描儀的旋轉和掃描，對正確停放在裝卸區域內的車輛進行鞍座位置計算。將實現對汽運車上的鞍座或者鋼卷進行識別定位給出物理中心坐標，從而實現無人天車系統的自動裝卸車控制。

技術領域

本發明屬于無人天車自動控制技術領域，特別提供了一種對車輛鞍座和鋼卷進行掃描定位方法。

背景技術

車輛鞍座掃描定位技術是在無人天車運行過程中，具有汽運車輛裝卸任務時，通過該技術定位汽車上鞍座中心坐標或者鋼卷中心坐標，以便無人天車完成對鋼卷的自動裝卷和自動卸卷的任務。傳統的天車進行裝卸卷操作，都是在汽運車進入庫區的時候，由天車上的操作工根據肉眼的判斷，移動天車到需要裝卸卷汽車的附近，人工完成車輛的卸卷和上卷工作。由于因為工作人員也無法精確定位車上鞍座或鋼卷的坐標，人工操作嚴重影響該項作業的安全及效率，所以準確的定位出鞍座的位置在實現天車無人化運行過程有至關重要的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車輛鞍座掃描定位方法，采用了激光掃描儀技術和OpenCV技術實現了精準定位鞍座中心坐標的效果，進而提高天車無人化程度和作業效率。

具體方法包括：

步驟一、在天車的工作區域找到合理的鋼卷裝卸區，用于鋼卷差卸車進行停放。每個鋼卷裝卸區對應一個掃描儀。

所述的合理的鋼卷裝卸區需滿足以下三個條件：該區域必須設置在安全通道上；該區域根據現場的安全通道寬度要大于鋼卷以及車輛本身的寬度；該區域距離鋼卷區最近不小于3米，最遠不大過6米；

步驟二，當鋼卷裝卸車進入到鋼卷裝卸區域后，安裝在鋼卷裝卸區上方的掃描儀開始掃描鋼卷裝卸區，判斷車輛是否停好。掃描儀旋轉方向如圖3所示，掃描儀掃描方向如圖2所示。判斷的過程包括以下3步：

Step1：掃描儀進行旋轉掃描鋼卷裝卸區，獲取到旋轉數據。

Step2：將掃描到的旋轉數據轉換成掃描儀對地面的高度數據。

Step3：用獲得的高度數據畫出車輛輪廓，同時將輪廓數據擬合成平面矩形。擬合出來的車輛矩形如果在鋼卷裝卸區內則認為車輛已經停好。如圖1所示。

步驟三：根據鞍座在車身上的高度、寬度數據長度等現有數據，生成鞍座特征圖片。

步驟四：通過掃描儀的旋轉和掃描，對正確停放在裝卸區域內的車輛進行鞍座位置計算。掃描儀旋轉方向如圖3所示，掃描儀掃描方向如圖2所示。

Step1：旋轉電機帶著掃描頭旋轉，掃描鋼卷裝卸區的開始位置和結束位置。轉動過程中采集掃描儀每隔40ms采集到的距離值和該距離值對應的角度。

Step2：系統接收到外部發送的數據采集完成信號后，停止數據采集，然后根據Step1中的距離值和角度，將數據轉換成投影數據，再對投影數據進行擬合，得到距離地面的高度數據，進而將高度數據轉成圖像。

Step3：將Step2最后轉成的圖像和步驟三生成的鞍座特征圖片和進行匹配，在Step2得到的圖像上找到目標并給出其中心坐標。計算過程：起始位置坐標(Sx,Sy)掃描儀單條返回數據點集為Pi，旋轉角度集合為Aj，掃描角度集合為Bi，掃描儀旋轉起始角度為α，掃描儀掃描起始角度為β，掃描儀該點距離值為L，i為單條掃描數據一單點的位置索引號，j為采集數據中一條數據的位置索引號，數據處理計算公式為：