[發明專利]一種放射性廢物包識別定位方法與裝置

有效

• 申請號: 202011542885.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112581519B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 熊會元;劉建勛;劉羽;李同同
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中山大學
• 主分類號: G06T7/521
• 分類號: G06T7/521;G06T7/73;G06V10/762;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

1.一種放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，制作廢物包點云模板及屏蔽容器點云模板，通過兩階段匹配算法識別出屏蔽容器的位姿及廢物包的位姿，以此進行識別定位，根據識別定位的結果對廢物包進行裝載或卸載，具體步驟如下：

S1、通過激光掃描傳感器采集場景點云，提取標定好的車道有效區域點云，進行降噪濾波去除雜亂隨機離群點，并提取地面點云；

S2、去除地面點云，并對場景內物體點云進行聚類，獲得各個物體點云，并通過篩選獲取聚類的車輛點云及屏蔽容器點云；

S3、應用屏蔽容器點云模板對獲取的屏蔽容器點云進行兩階段位姿匹配，識別得到屏蔽容器的位姿，如位姿正常，則根據位姿指導裝卸裝置卸載屏蔽容器的頂蓋，如位姿異常，則重新識別屏蔽容器的位姿；

S4、根據識別得到的屏蔽容器位姿，對屏蔽容器內點云進行分析，設定點云垂向密度最小閾值和最大閾值，檢測屏蔽容器內是否裝載廢物包及屏蔽容器內部狀態是否正常；

S41、如點云垂向密度大于最大閾值，則屏蔽容器內裝載有廢物包，當屏蔽容器內裝載有廢物包時，要進行卸載，卸載過程如下：

S411、提取屏蔽容器內的廢物包點云并提取邊界；

S412、應用廢物包點云模板對提取的廢物包點云進行兩階段位姿匹配，獲得廢物包的位姿并傳輸給卸載系統，卸載系統發送操作指令給裝卸裝置抓取廢物包進行卸載；

S413、在卸載過程中實時監測廢物包的位姿并反饋給卸載系統；

S42、如點云垂向密度小于最小閾值，則屏蔽容器內為空，當屏蔽容器內為空時，要進行裝載，裝載過程如下：

S421、直接將屏蔽容器的內部空間位姿傳輸給裝載系統，裝載系統發送操作指令給裝卸裝置抓取廢物包進行裝載；

S422、在裝載完成后檢測廢物包的位姿并反饋給裝載系統；

S43、其他狀態則表明容器內存在異物，當屏蔽容器內存在異物時，則上報中控系統，在中控系統進行檢查排除異常之后重新識別屏蔽容器的位姿。

2.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，制作廢物包點云模板包括以下過程：

采集點云，包括從1:1三維模型采集點云或者使用激光雷達掃描采集拼接點云，因實際情況激光掃描到的廢物包點云存在遮擋情況，所以僅對其頂面進行定位即能獲得精確的位姿，即只需采集廢物包的頂面點云；

之后將采集到的頂面點云對齊到原點并均勻采樣，因為廢物包的頂部幾何特征集中在邊緣處，并且有四處方孔被裝卸裝置抓取，故還需提取邊界點云，保留廢物包的幾何特征并剔除冗余特征點。

3.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，制作屏蔽容器點云模板包括以下過程：

采集點云，包括從1:1三維模型采集點云或者使用激光雷達掃描采集拼接點云，因實際情況下激光掃描到的屏蔽容器點云存在自身遮擋的情況，只能掃描到屏蔽容器的內外側和頂部點云，所以只采集屏蔽容器的內外側和頂部點云；

之后將采集到的點云對齊到原點并均勻采樣。

4.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，步驟S1中，通過隨機采樣一致性算法提取地面點云。

5.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，步驟S1中，激光掃描傳感器安裝在離地若干米的裝卸裝置上，使其感知范圍覆蓋廢物包的裝卸區域，以此采集整個場景點云。

6.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，步驟S2中，通過歐式聚類或DBSCAN聚類方法獲得各個物體點云，并根據聚類尺寸或計算特征分布直方圖篩選出待匹配的車輛點云及屏蔽容器點云。

7.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，兩階段匹配算法是指：利用環境約束特征向量粗配準和ICP精配準的兩步匹配法求解得到位姿。

8.根據權利要求1所述的放射性廢物包識別定位方法，其特征在于，步驟S3中，當屏蔽容器的位姿識別異常時，則上報中控系統，在中控系統進行檢查排除異常之后重新識別屏蔽容器的位姿。