[發明專利]一種敞車車廂狀態檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202110022672.2
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112731441B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 夏志新;姜波;劉志明;申禹;曹帥;沈閱
• 申請（專利權）人: 唐山曹妃甸煤炭港務有限公司;燕山大學;河北燕大燕軟信息系統有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G06V20/64;G06V10/26;G06T5/00;G06T7/66
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種敞車車廂狀態檢測裝置及方法，該裝置包括數據采集單元，用于獲取車廂的二維點云數據；三維點云數據獲取單元，用于通過所述二維點云數據與車廂的前進方向和運動速度結合，得到三維點云數據；下采樣和濾波處理單元，用于對所述三維點云數據進行下采樣處理和濾波處理，得到處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據；點云分割單元，用于對所述處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據進行點云分割處理，得到目標點云數據；閾值設置和判斷單元，用于設置高度閾值和修正值，將所述目標點云數據與所述高度閾值進行比較，根據比較結果判斷車廂狀態。從而可以極大的提高翻車機房的作業效率。

技術領域

本發明涉及點云數據處理領域，特別是涉及一種敞車車廂狀態檢測裝置及方法。

背景技術

隨著自動化控制和通訊技術的快速發展，各行各業的自動化程度也越來越高。散雜貨港口的自動裝卸技術的研究越來越受到國內外業界的關注。散雜貨港口是重要國內外貿易的重要港口，煤炭、礦石等的運輸是其主營業務，散雜貨的裝卸主要采用自動翻車的方式。

目前，國內外大型散雜貨港口急需技術改造，實現無人化港口，其中，翻車機房作為貨物進入散雜貨港口的關鍵環節，其自動化程度決定了散雜貨進入堆場的工作效率。傳統的翻車機房存在漏翻的情況，需人為查看是否漏翻，然后再進行處理，導致散雜貨入港效率不高。

而且，國內的多數的散雜貨港口都是半自動化操作，在實際的翻車機房車廂狀態實時檢測中主要是依靠人和圖像設備。但是，依靠人為檢測，極大浪費人力，不便于二十四小時長時間作業；圖像設備受限于每天二十四小時的光線變化，同時港口環境惡劣，不利于圖像設備的工作。

因此，如何提供一種使散雜貨港口翻車機房能夠快速準確的獲取車廂狀態的檢測裝置及方法，成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種敞車車廂狀態檢測裝置及方法，本發明通過在翻車機房出口上方安裝二維激光雷達，獲取車廂的二維點云數據，將二維點云數據與車廂的前進方向和運動速度結合，得到三維點云數據，通過對三維點云數據進行處理得到目標點云數據，然后將目標點云數據與預設閾值進行比較，通過比較結果能夠快速準確的判斷車廂的狀態。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種敞車車廂狀態檢測裝置，包括：

數據采集單元，用于獲取車廂的二維點云數據；

三維點云數據獲取單元，用于通過所述二維點云數據與車廂的前進方向和運動速度結合，得到三維點云數據；

下采樣和濾波處理單元，用于對所述三維點云數據進行下采樣處理和濾波處理，得到處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據；

點云分割單元，用于對所述處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據進行點云分割處理，得到目標點云數據；

閾值設置和判斷單元，用于設置高度閾值和修正值，將所述目標點云數據與所述高度閾值進行比較，根據比較結果判斷車廂狀態。

可選的，數據采集單元，用于獲取車廂的二維點云數據具體包括：

所述數據采集單元獲取三次以上連續掃描的點云數據作為一組二維點云數據，所述數據采集單元的探測距離是毫米級的，每次采集的間隔低于1cm，掃描頻率高于30hz。

可選的，所述下采樣和濾波處理單元，用于對所述三維點云數據進行下采樣處理和濾波處理，得到處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據具體包括：

在所述三維點云數據中創建三維體素柵格；

確定每個體素的重心；

用所述重心來表達體素中的其它點，得到新的點云數據；

對所述新的點云數據進行濾波，得到處理后的車廂橫截面輪廓的三維點云數據。