[發(fā)明專利]集裝箱激光掃描識別方法、裝置、電子設(shè)備及可讀介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109657518B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王君雄;梁柱健;唐修俊
• 申請（專利權(quán)）人: 三一海洋重工有限公司
• 主分類號: G06K7/14
• 分類號: G06K7/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 劉曾

本發(fā)明提供了一種集裝箱激光掃描識別方法、裝置、電子設(shè)備及可讀介質(zhì)，涉及激光掃描的技術(shù)領(lǐng)域，包括：接收多個激光掃描儀發(fā)送的吊具掃描點(diǎn)坐標(biāo)和集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)；使用集裝箱定位算法將吊具掃描點(diǎn)坐標(biāo)和集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為同一個坐標(biāo)系；使用平行四邊形激光掃描定位算法確定吊具平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及吊具的歐拉角；判斷除目標(biāo)參考箱之外，是否存在參考集裝箱；如果存在參考集裝箱，則從集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)提取目標(biāo)集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)和參考集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)；使用平行四邊形激光掃描定位算法分別確定吊具平面、目標(biāo)集裝箱平面和參考集裝箱平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及吊具和集裝箱的歐拉角。可以獲取吊具和集裝箱的姿態(tài)，實現(xiàn)堆場內(nèi)的全自動抓放箱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光掃描技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種集裝箱激光掃描識別方法、裝置、電子設(shè)備及可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，更多的高新技術(shù)應(yīng)用到碼頭，碼頭自動化以及成為了目前碼頭發(fā)展的主要目標(biāo)。而在碼頭自動化的過程中，碼頭集裝箱抓放已經(jīng)有從半自動抓放集裝箱到全自動化抓放集裝箱過度的趨勢。激光掃描作為一種目前廣泛應(yīng)用的掃描手段，激光掃描在碼頭自動化的應(yīng)用主要是通過在小車上安裝激光掃描儀，實現(xiàn)吊運(yùn)的防撞，而非全自動化抓放集裝箱。

目前，實現(xiàn)全自動抓放集裝箱的主要方案是在吊具上裝攝像頭進(jìn)行圖像識別。通過圖像識別實現(xiàn)全自動化抓放集裝箱易受到外界環(huán)境變化的影響，例如：雨、雪等天氣下，圖像識別的精度就會降低，從而影響全自動抓放集裝箱的精度；并且，圖像識別無法獲取吊具的姿態(tài)，從而影響全自動抓放集裝箱的精度。

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中通過圖像識別實現(xiàn)全自動化抓放集裝箱無法獲取吊具的姿態(tài)，精度較低的問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種集裝箱激光掃描識別方法、裝置、電子設(shè)備及可讀介質(zhì)，以獲取吊具的姿態(tài)，增加精度，實現(xiàn)堆場內(nèi)的全自動抓放集裝箱。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種集裝箱激光掃描識別方法，包括：包括：接收多個激光掃描儀發(fā)送的吊具掃描點(diǎn)坐標(biāo)和集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)；使用集裝箱定位算法將吊具掃描點(diǎn)坐標(biāo)和集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為同一個坐標(biāo)系；根據(jù)吊具掃描點(diǎn)坐標(biāo)，使用平行四邊形激光掃描定位算法確定吊具平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及吊具的歐拉角；根據(jù)集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)，判斷除目標(biāo)參考箱之外，是否存在參考集裝箱；如果存在參考集裝箱，則從集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)提取目標(biāo)集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)和參考集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)；根據(jù)目標(biāo)集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)和參考集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)，使用平行四邊形激光掃描定位算法分別確定目標(biāo)集裝箱平面和參考集裝箱平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及目標(biāo)集裝箱和參考集裝箱的歐拉角。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，還包括：如果不存在參考集裝箱，則從集裝箱掃描點(diǎn)坐標(biāo)提取目標(biāo)集裝箱正面掃描點(diǎn)坐標(biāo)和目標(biāo)集裝箱側(cè)面掃描點(diǎn)坐標(biāo)；根據(jù)目標(biāo)集裝箱正面掃描點(diǎn)坐標(biāo)和目標(biāo)集裝箱側(cè)面掃描點(diǎn)坐標(biāo)，使用平行四邊形激光掃描定位算法分別確定目標(biāo)集裝箱正面和目標(biāo)集裝箱側(cè)面的中心點(diǎn)坐標(biāo)以及目標(biāo)集裝箱正面和目標(biāo)集裝箱側(cè)面的歐拉角。

結(jié)合第一方面及其第一種可能的實施方式之一，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，平行四邊形激光掃描定位算法，包括：求取平面方程的算法、求取等效歐拉角的算法、求取航向角及中心點(diǎn)坐標(biāo)的算法、求取點(diǎn)在平面的投影的算法、求取相對位姿矩陣的算法和定軸旋轉(zhuǎn)與歐拉旋轉(zhuǎn)矩陣的對應(yīng)關(guān)系算法。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，如果存在參考集裝箱，通過平行四邊形激光掃描定位算法計算中心點(diǎn)坐標(biāo)和對應(yīng)的歐拉角的方法，包括：接收掃描點(diǎn)坐標(biāo)；根據(jù)掃描點(diǎn)坐標(biāo)，使用求取平面方程的算法確定掃描點(diǎn)平面的平面方程；根據(jù)求取點(diǎn)在平面的投影的算法確定掃描點(diǎn)坐標(biāo)在掃描點(diǎn)平面的平面方程上的投影；根據(jù)求取等效歐拉角的算法將掃描點(diǎn)平面的平面方程繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，確定等效歐拉角；根據(jù)等效歐拉角和求取航向角及中心點(diǎn)坐標(biāo)的算法確定航向角及中心點(diǎn)坐標(biāo)；將中心點(diǎn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，根據(jù)求取等效歐拉角的算法確定掃描點(diǎn)平面的中心點(diǎn)坐標(biāo)和對應(yīng)的歐拉角。