[發明專利]一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010951114.X
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112082484A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 鄒斌;占啟航;李文博;汪洋浪;張文聰;邱祥瑞;張聰;唐陸奇;王科未;盧熾華;袁守利;王海雄
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;武漢新能源汽車工業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍;汪瑋華

本發明提出一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置及方法，包括單線激光雷達、工程車、工控機，單線激光雷達安傾斜裝于工程車頭部，通過設置IP地址，將工控機與激光雷達通過網線相連。對激光雷達進行外參標定，將激光雷達坐標系轉換到工程車的坐標系下。通過特定區域的選取，提取工程車車身上的特征點云，最后基于最小二乘法對特征點進行直線擬合，并求得斜率。本發明能實現對工程車車身偏移的檢測，抗干擾性好，檢測精度高。

技術領域

本發明屬于無人駕駛環境感知的技術領域，尤其涉及一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置及方法。

背景技術

隨著人工智能、傳感器技術、激光雷達感知領域的發展，基于激光雷達的一些技術慢慢走近人類的生活當中。工程車車頭與工程車車身偏移檢測目前多采用編碼器讀取角位移，此類方法主要是將角位移轉換為電信號，再把信號轉換為技術脈沖從而獲取位移的大小，但是基于此類方法所采集的信號會受到多種因素的干擾，例如光柵污染、編碼器安裝松動等，從而影響到最終檢測的精度。對于實際的工程應用，工程車車頭與工程車車身之間如果存在偏移，不僅會降低工作效率，而且對于安全性也會造成很大的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置及方法，通過單線激光雷達，不僅在檢測中受其他因素的干擾小，而且基于點云數據能夠保證每一次的檢測精度。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置，其特征在于，包括單線激光雷達和工控機，所述單線激光雷達與所述工控機通過網線相連，單線激光雷達以一定俯仰角安裝在工程車頂部。

按上述方案，所述俯仰角選取范圍為5°～15°之間。

一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)設備安裝與通信：單線激光雷達以一定角度傾斜著安裝在工程車的頂部，并且以工程車車身方向為激光雷達坐標系x軸正方向，在工控機設置好IP地址后，通過網線與單線激光雷達通信，打開可視化界面確保能夠接收到激光雷達消息；

S2)單線激光雷達標定：將激光雷達坐標系轉換到工程車車體的坐標系下，以便檢測工程車車身的角度信息。激光雷達掃描角度為0時工程車的指向為工程車坐標系X軸的方向，Z軸方向為指向工程車上方的方向，XYZ軸的構成右手坐標系，將單線激光雷達的掃描點投影到坐標面和坐標軸，從而得到投影點在工程車坐標系下的坐標，實現坐標系的轉換完成標定；

S3)感興趣區域的選取：標定之后，激光雷達坐標系轉換到工程車坐標系下，基于PCL庫，通過設定x，y的閾值，選擇打在工程車車身上點作為特征點，并保存到容器中為后續擬合做準備；

S4)最小二乘法擬合擬合特征點：根據選定的特征點基于最小二乘法求出點集的函數

y＝f(x)，假設方程為：y＝kx+b，已知特征點點集(x1，x2)…(xi，yi)，根據函數求點到直線的誤差平方和，具體公式：

，根據極值原理，分別對k，b求導，解k，b的值使得誤差最小，經過上述步驟，將特征點擬合，并且可以求得直線的斜率，從而判斷工程車車身在工程車坐標系下是否存在偏移。

本發明的有益效果是：提供一種基于單線激光雷達檢測工程車車身偏移的裝置及方法，不僅不受環境等因素的干擾，而且基于激光雷達的點云信息，能夠保證每一次的測量精度，在工程當中檢測工程車車身的偏移具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的檢測工程車車身偏移方法的流程圖。

具體實施方式