[發明專利]用于港口無人集卡的激光雷達輔助集裝箱對位方法

有效

• 申請號: 202010328384.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111508023B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 張祖鋒;殷嘉倫;王廣全;劉凱;孫忠平
• 申請（專利權）人: 暢加風行（蘇州）智能科技有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/11;G06T7/13
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了用于港口無人集卡的激光雷達輔助集裝箱對位方法，包括以下步驟：獲取激光雷達點云數據，提取檢測區域點云；通過直線檢測算法擬合檢測區域點云內的所有直線；遍歷所有直線，提取車載集裝箱邊沿與激光原點正方向垂直的直線，計算出激光原點到車載集裝箱的距離，遍歷所有直線，提取落地集裝箱的外側頂點與激光原點正方向垂直的直線，計算出激光原點與落地集裝箱的距離，從而計算出車載集裝箱與落地集裝箱的對位差值。與傳統的UWB定位，其對位精度在5cm以內適應于港口的容許誤差，對位精度高，車載集裝箱與落地集裝箱擺放對齊以便于港口吊具快速抓取裝卸集裝箱，提高港口的裝卸效率。

技術領域

本發明屬于導航定位技術領域，尤其是涉及一種用于港口無人集卡的激光雷達輔助集裝箱對位方法。

背景技術

智慧港口是現代港口發展的必然趨勢，其主要宗旨是充分借助物聯網、傳感網、云計算、決策分析優化等技術手段，通過預測感知、廣泛連接、深度計算各港口供應鏈系統核心的關鍵信息，實現港口供應鏈上的各種資源和各個參與方之間無縫連接與協調聯動，從而對港口管理做出及時響應，形成信息化、智能化和最優化的現代港口應用。智慧港口的實現，需要通過各類信息通信技術、傳感定位技術將港口碼頭信息、物流裝備、堆場倉儲作業、貨物運輸等物流信息進行采集并有效處理、整合和數據挖掘。

在港口環境下，無人集卡停位時需要對齊車載集裝箱與落地集裝箱，以便于將集裝箱擺放整齊。

UWB(Ultra?Wideban)是一種無載波通信技術，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據。UWB早期主要應用在近距離高速數據傳輸，近年來國內外開始利用其亞納秒級窄脈沖來做近距離精確室內定位。但是，UWB受金屬遮擋物體的影響十分嚴重，甚至可能會失效，需要在開闊條件下才能達到10cm的測距精度，但是，在港口環境相對復雜，經常存在金屬集裝箱，并且車體等物體會存在遮擋現象，這對于UWB的影響非常大，無法保證開闊條件，且易受到金屬遮擋物體的影響，難以達到10cm的測距精度，另外，港口環境的集裝箱對位的容許誤差在5cm以內，UWB難以適應港口環境的集裝箱對位。

因此，基于上述技術問題，為了適應港口場景下，自動駕駛車輛的快速準確定位定向，亟需研發出一種新的應用于港口無人集卡的輔助集裝箱對位方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、操作簡單、對位精度高的用于港口無人集卡的激光雷達輔助集裝箱對位方法。

本發明的技術方案如下：

一種用于港口無人集卡的激光雷達輔助集裝箱對位方法，包括以下步驟：

S1.安裝在無人集卡上的激光雷達獲取所述無人集卡周邊環境的激光點云，根據無人集卡的車頭與車載集裝箱、落地集裝箱的位置，提取所述激光點云中的檢測區域點云；

S2.將所述步驟S1的檢測區域點云分割為車載集裝箱區域點云和落地集裝箱區域點云；

S3.提取所述檢測區域點云內的激光點，通過直線檢測算法擬合出所述檢測區域點云內的所有直線；

S4.遍歷所述步驟S3的所有直線，提取出所述車載集裝箱區域點云內與激光原點正方向相垂直的直線，計算激光原點到該直線的垂直距離，得到激光原點到車載集裝箱的距離D1；

S5.遍歷所述步驟S3的所有直線，提取出所述落地集裝箱區域點云內兩條相互垂直且直線的端點相交于直角點的垂線，且兩條所述垂線的直角開口遠離激光原點，計算激光原點到與激光原點正方向相垂直的直線的垂直距離，得到激光原點到落地集裝箱的距離D2；

S6.通過所述步驟S4的激光到車載集裝箱的距離D1與所述步驟S5的激光到落地集裝箱的距離D2的差值，計算出所述無人集卡車頭距離車載集裝箱與落地集裝箱的距離差值D，由如下公式計算：

D＝D1-D2；