[發明專利]一種集裝箱姿態檢測裝置和方法

在審

• 申請號: 201910063134.0
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109752726A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 沈陽;宓超;鳳宇飛;張志偉
• 申請（專利權）人: 上海海事大學;上海海矚智能科技有限公司;上海阿邊智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/06
• 分類號: G01S17/06;G01S17/42;G01B11/24
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

本發明公開了一種集裝箱姿態檢測裝置和方法，公開的檢測裝置包括掃描模塊，用于對經過緩沖區的集裝箱卡車進行實時掃描，得到每個掃描截面的車輛輪廓點數據；輪廓生成模塊，用于根據掃描截面的車輛輪廓點數據生成車輛的三維輪廓；識別模塊，用于根據車輛的三維輪廓識別集裝箱姿態的變化。本發明利用激光雷達獲取集卡的輪廓數據，進行實時計算從而獲取集裝箱的位置及姿態。

技術領域

本發明涉及物體識別及位置檢測技術，特別涉及一種集裝箱姿態檢測裝置和方法。

背景技術

在自動化碼頭，集裝箱起吊過程中缺乏對集裝箱位姿的精確測量，一旦集裝箱出現位置偏差或形變，則可能會導致自動化裝卸的失敗或裝卸時長的增加。另一方面，集卡裝卸中如果集裝箱傾斜角度過大，則可以判斷集卡鎖頭未解鎖，會導致集卡吊起的安全事故的發生。

目前，集裝箱自動化裝卸主要通過激光雷達頂裝掃描方式獲取集裝箱三個方向上的位置，但無法判斷集裝箱的傾斜角度。在集卡防吊起方面，現階段大多通過遠程監控方式，增加了司機本人的工作強度和復雜度。

發明內容

本發明的目的是提供一種集裝箱姿態檢測裝置和方法，利用激光雷達獲取集卡的輪廓數據，進行實時計算從而獲取集裝箱的位置及姿態。一方面能夠輔助自動化裝卸，提高裝卸效率；另一方面可以通過集裝箱位姿有效判斷裝卸過程中集卡鎖頭是否解鎖，防止集卡被吊起。

為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種集裝箱姿態檢測裝置，其特點是，包括：

掃描模塊，用于對經過緩沖區的集裝箱卡車進行實時掃描，得到每個掃描截面的車輛輪廓點數據；

輪廓生成模塊，用于根據所述掃描截面的車輛輪廓點數據生成車輛的三維輪廓；

識別模塊，用于根據車輛的三維輪廓識別集裝箱姿態的變化。

所述的掃描模塊為激光雷達，所述的激光雷達對車輛縱向截面進行掃描，獲取車輛縱向輪廓數據。

所述的輪廓生成模塊設有一坐標計算單元，所述的坐標計算單元結合掃描模塊的高度、掃描角度和激光發射方向計算每一掃描光斑的坐標。

所述的輪廓生成模塊還設有一框架邊緣參數計算模塊，所述的框架邊緣參數計算模塊用于根據每一掃描光斑的坐標得到激光掃描面與集裝箱上框架邊緣的交點參數以及激光掃描面與集裝箱下框架邊緣的交點參數。

所述的激光掃描面與集裝箱上框架邊緣的交點連線設為第一擬合線，所述的激光掃描面與集裝箱下框架邊緣的交點連線設為第二擬合線，所述的識別模塊還用于根據第一、二擬合線的變化判斷集裝箱的姿態。

一種利用上述的集裝箱姿態檢測裝置的方法，所述的方法包括如下步驟：

S1，對經過緩沖區的集裝箱卡車進行實時掃描，得到每個掃描截面的車輛輪廓點數據；

S2，根據所述掃描截面的車輛輪廓點數據生成車輛的三維輪廓；

S3，根據車輛的三維輪廓識別集裝箱姿態的變化。

所述的步驟S1具體包括：對車輛縱向截面進行掃描，獲取車輛縱向輪廓數據。

所述的步驟S2包括：

步驟S2.1，結合掃描模塊的高度、掃描角度和激光發射方向計算每一掃描光斑的坐標；

步驟S2.2，根據每一掃描光斑的坐標得到激光掃描面與集裝箱上框架邊緣的交點參數以及激光掃描面與集裝箱下框架邊緣的交點參數。

所述的激光掃描面與集裝箱上框架邊緣的交點連線設為第一擬合線，所述的激光掃描面與集裝箱下框架邊緣的交點連線設為第二擬合線，所述的方法還包括根據第一、二擬合線的變化判斷集裝箱的姿態。