[實(shí)用新型]一種目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821055979.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN208350997U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈春陽;張桂琴;徐廣鵬;馮丙巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京國泰星云科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/02
• 分類號(hào): G01S17/02;G01S17/50;G01S19/47;G01S19/45;G01S19/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型公開了一種目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括工控機(jī)和分別與工控機(jī)連接的雙目攝像機(jī)、3D激光掃描儀以及GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊；所述工控機(jī)對(duì)雙目視覺數(shù)據(jù)、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)時(shí)提供目標(biāo)物相對(duì)攝像機(jī)的相對(duì)位置和姿態(tài)，以及目標(biāo)物相對(duì)大地的絕對(duì)位置和姿態(tài)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物的非接觸式識(shí)別及測(cè)量，從而大大降低應(yīng)用場(chǎng)景的限制，增加了目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的通用性。同時(shí)，由于采用非接觸測(cè)量，大大降低了檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)物正常運(yùn)行的影響。再者，該系統(tǒng)不隨目標(biāo)物共同運(yùn)動(dòng)，不受線纜供電或者無線通信等手段的影響，因此大大降低了系統(tǒng)安裝的復(fù)雜度和運(yùn)行的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于激光、雙目視覺和GNSS/INS的目標(biāo)物識(shí)別、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)物智能識(shí)別以及位置、姿態(tài)的準(zhǔn)確感知和監(jiān)控。

背景技術(shù)

目標(biāo)物識(shí)別及運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?qū)δ繕?biāo)物進(jìn)行識(shí)別，并感知目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)，是掌握目標(biāo)物實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要方法，也是目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)控制的直接依據(jù)。目前目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)常用的手段是目標(biāo)物位置感知和姿態(tài)測(cè)量。

按照檢測(cè)系統(tǒng)與目標(biāo)物的相對(duì)位置關(guān)系，運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)方法分為接觸式和非接觸式。

目前目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)方法多為接觸式方法，即將測(cè)量系統(tǒng)與目標(biāo)物固連，并且隨著目標(biāo)物共同運(yùn)動(dòng)，通過實(shí)時(shí)感知測(cè)量系統(tǒng)的位置和姿態(tài)，從而進(jìn)一步推導(dǎo)出目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。接觸式監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)測(cè)原理簡單、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)成熟、容易進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。但是，接觸式監(jiān)測(cè)方法不可避免存在以下固有的缺點(diǎn)：

1、應(yīng)用環(huán)境受限

接觸式監(jiān)測(cè)方法的安裝方式?jīng)Q定了其測(cè)量目標(biāo)物的唯一性，即一臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能監(jiān)測(cè)與其固連的一個(gè)目標(biāo)物，無法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)物的測(cè)量，功能單一。因此，對(duì)于多目標(biāo)物的測(cè)量應(yīng)用，需要多臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)共同完成，無形中增加了設(shè)備安裝工作量和設(shè)備投入成本。尤其對(duì)于車輛、集裝箱監(jiān)測(cè)等需要頻繁變換目標(biāo)物的應(yīng)用場(chǎng)景，接觸式監(jiān)測(cè)方法更是難以完成。

2、對(duì)目標(biāo)物帶來影響

由于接觸式監(jiān)測(cè)方法需要將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于目標(biāo)物之上，安裝過程中不可避免會(huì)破壞目標(biāo)物的原有結(jié)構(gòu)，并且增加的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)改變目標(biāo)物的原有外形。因此，接觸時(shí)測(cè)量對(duì)于一些對(duì)結(jié)構(gòu)、外形有嚴(yán)格要求的目標(biāo)物來說是不可行的。

3、其他

接觸式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電和通信是制約其應(yīng)用的另一個(gè)重要因素，采用線纜形式通信會(huì)制約目標(biāo)物的運(yùn)動(dòng)范圍，而采用無線通信方法容易受到干擾，也可能會(huì)對(duì)目標(biāo)物工作產(chǎn)生潛在影響；接觸式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的供電問題也為其應(yīng)用場(chǎng)景和目標(biāo)物種類提出了更多限制條件。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種用于目標(biāo)物識(shí)別、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，基于雙目視覺技術(shù)和3D激光掃描技術(shù)，利用3D激光掃描儀生成的目標(biāo)物點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及雙目高清攝像機(jī)采集的目標(biāo)物圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，完成目標(biāo)物標(biāo)記識(shí)別，并且計(jì)算得到目標(biāo)物相對(duì)攝像機(jī)坐標(biāo)系的實(shí)時(shí)位置和姿態(tài)信息；GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊測(cè)量攝像機(jī)的實(shí)時(shí)位置和姿態(tài)，從而提供攝像機(jī)坐標(biāo)系到大地坐標(biāo)系的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換關(guān)系；利用上述兩組信息，可實(shí)時(shí)計(jì)算出目標(biāo)物在大地坐標(biāo)系下的絕對(duì)位置和姿態(tài)信息。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括工控機(jī)和分別與工控機(jī)連接的雙目攝像機(jī)、3D激光掃描儀以及GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊；所述雙目攝像機(jī)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，得到雙目視覺數(shù)據(jù)并傳送給工控機(jī)；所述3D激光掃描儀對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描，獲得激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)并傳送給工控機(jī)；所述GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊測(cè)量雙目攝像機(jī)的實(shí)時(shí)位置和姿態(tài)，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給工控機(jī)；所述工控機(jī)對(duì)雙目視覺數(shù)據(jù)、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)和GNSS/INS組合導(dǎo)航模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，實(shí)時(shí)提供目標(biāo)物相對(duì)攝像機(jī)的相對(duì)位置和姿態(tài)，以及目標(biāo)物相對(duì)大地的絕對(duì)位置和姿態(tài)。