[發(fā)明專利]三維激光集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911127101.4
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110889831B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 李俊;張星月;曹云鵬
• 申請（專利權）人: 南京和光智能制造研究院有限公司;江蘇孔德惟道智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/70
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種三維激光集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位方法及系統(tǒng)，獲取激光掃描儀豎掃方式掃描的激光數(shù)據(jù)，獲取激光掃描儀的相對于地面的安裝高度，并據(jù)設置的檢測區(qū)域X坐標范圍，獲取對應檢測區(qū)域的坐標參數(shù)，獲取對應激光數(shù)據(jù)的檢測區(qū)域坐標參數(shù)；根據(jù)所述檢測區(qū)域坐標參數(shù)將待檢測區(qū)域進行線性的空間柵格化，獲取候選柵格；將每一個候選柵格進行八連通域的連通合并，進而形成候選區(qū)域，每一個候選區(qū)域作為一個障礙物，統(tǒng)計每個障礙物的X、Y、Z方向的最大值和最小值的差值絕對值，得到障礙物的尺寸以及該障礙物與輪胎吊的距離。優(yōu)點：本發(fā)明能夠有效避免雨滴對障礙物檢測的干擾，并能準確的對障礙物進行有效的檢測和定位。

技術領域

本發(fā)明涉及一種三維激光集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位方法及系統(tǒng)，屬于圖像定位技術領域。

背景技術

輪胎式集裝箱門式起重機(RTG，Rubber?Tyre?Gantry)是集裝箱碼頭的重要作業(yè)設備，其對碼頭作業(yè)有著重要的影響。但是RTG設備體積龐大，駕駛室距地面高度較高，對駕駛員的操作水平要求較高，會由于操作人員視野問題或者別的意外情況，大車與卡車、工作人員等會發(fā)生碰撞，造成安全事故。現(xiàn)有的三維激光的集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位中，在下雨天，由于雨滴的反射極易形成誤報，從而降低輪胎吊的生產(chǎn)效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術三維激光的集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位中對雨滴極易形成誤報的問題，提供一種三維激光集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種三維激光集裝箱碼頭輪胎吊障礙物檢測和定位方法，獲取激光掃描儀豎掃方式掃描的原始激光數(shù)據(jù)，將所述原始激光數(shù)據(jù)轉換成以激光掃描儀為原心的空間直角坐標系，根據(jù)設置的檢測區(qū)域X坐標范圍，獲取對應檢測區(qū)域的坐標參數(shù)；

根據(jù)所述檢測區(qū)域的坐標參數(shù)將待檢測區(qū)域進行線性的空間柵格化；

統(tǒng)計落在每個空間柵格內的激光束的點數(shù)，將落在空間柵格內點數(shù)大于預先設定的點數(shù)閾值的空間柵格作為初始候選柵格，統(tǒng)計每個初始候選柵格內的激光束的點的高度的次大值和次小值之間的差值絕對值，若差值絕對值不小于預先設定的差值閾值，則作為最終的候選柵格；

將每一個候選柵格進行八連通域的連通合并，進而生成候選區(qū)域，每一個候選區(qū)域作為一個障礙物，統(tǒng)計每個障礙物的X、Y、Z方向的最大值和最小值的差值絕對值，得到障礙物的尺寸以及該障礙物與輪胎吊的距離，其中X、Y、Z分別表示空間直角坐標系中的X軸、Y軸和Z軸。

進一步的，為了能在三維空間內檢測障礙物，所述激光掃描儀采用16線激光掃描儀。

進一步的，為了限定檢測區(qū)域的高度范圍，計算所述空間直角坐標系中的所有激光數(shù)據(jù)的坐標參數(shù)點的Z值的中位數(shù)作為激光掃描儀相對于地面的安裝高度Z值，記為Z_G。

進一步的，為了避免在距離激光掃描儀較遠的區(qū)域，由于激光束變得稀疏，而造成障礙物漏檢的情況，所述將待檢測區(qū)域進行線性的空間柵格化的過程為：

將檢測區(qū)域分成長和寬都為W，高度為3Z_G的一系列立方體，所述W的值隨著坐標y的變化而線性變化的，公式為：

W＝0.013*y+0.1???(1)

其中y表示Y軸的坐標范圍，y和W的單位都是米。

進一步的，為了消除噪音數(shù)據(jù)的干擾，所述形成候選柵格的過程為：

統(tǒng)計落在每個空間柵格內的激光束的點數(shù)，將落在空間柵格內點數(shù)大于預先設定的點數(shù)閾值的空間柵格作為初始候選柵格，統(tǒng)計每個初始候選柵格內的激光束的點的高度的次大值和次小值之間的差值絕對值，若差值絕對值不小于預先設定的差值閾值，則作為最終的候選柵格；

進一步的，為了對離散的候選柵格進行合并，所述生成候選區(qū)域的過程為：