[發明專利]融合點云數據與機器視覺的精定位方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202110361664.0
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113126119B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 孫棪伊;丁立平;唐曉峰;干興業;韓銳;湯日佳;張帥
• 申請（專利權）人: 上海機電工程研究所
• 主分類號: G01S17/931
• 分類號: G01S17/931
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種融合點云數據與機器視覺的精定位方法、系統及介質，包括：利用保障車上安裝的24線激光雷達對保障車進行粗定位，并將保障車移動至戰車的允許裝填范圍內；抓取裝置利用16線激光雷達采用NDT算法檢測移動目標的起始位置和終點位置以及起始位置和終點位置之間的障礙物；兩個單線激光雷達判斷16線激光雷達檢測過程中產生的誤差是否在預設范圍內；兩個單線激光校準抓取裝置距離障礙物最近距離l₃和l₄，基于抓取裝置距離障礙物最近距離l₃和l₄，裝填系統上位機根據預設安全值判斷此時是否安全；抓取裝置上預設個工業相機捕捉靶標圖像，通過對靶標圖像進行閾值分割提取邊緣特征，再進行靶標的識別并定位。

技術領域

本發明涉及應用方法領域，具體地，涉及融合點云數據與機器視覺的精定位方法、系統及介質，更為具體地，涉及融合兩種定位方式的一種快速自動化的筒彈定位方法。

背景技術

近年來，武器裝備的自動化與高效化需求日益升高，也針對國際軍工技術的發展，導彈裝填速度的提高已成為各國軍事實力發展的必然要求。傳統的裝填方式耗時，且安全性得不到保障，所以，為實現更加安全和便捷的操作，發展自動裝填技術就顯得越加重要和關鍵。

基于機器視覺的裝填產品設備是產品智能化高效化的發展趨勢，近年來各大學與研究機構針對基于機器視覺的自動裝填的課題發表了諸多文章，足見對這一課題的重視，以及發展自動裝填技術的必要性。而激光雷達，作為非常有效的距離測距與定位設備，廣泛應用于許多裝備的定位系統中。多線激光雷達在垂直方向上，將多線激光器定義為相同數量的通道，通道以某一規律分布于，垂直方向的角度范圍，以一固定頻率發射激光，水平方向上激光近似雙曲線分布來采集點云數據。以掃描數據一點的形式記錄三維坐標，點云數據可以對幾何特征、顏色特征進行描述，輸出信息包括激光測距值、回波反射率值、水平旋轉角度值和時間戳，這些反饋給指控計算機的信息很大程度上完整的描述目標的特征。

點云數據側重于描述目標距離與各個設備的相對位置，工業相機則側重于識別特征，進而捕捉靶標。

專利文獻CN111947647A(申請號：202010871685.2)公開了一種視覺與激光雷達融合的機器人精準定位方法，先通過相機獲取作業點區域的第一圖像，根據標記物分析第一圖像是否滿足預設要求；若滿足預設要求，則根據第一圖像分析機器人的中心在平行于墻面方向上向作業中心移動的第一距離；再通過激光雷達獲取雷達中心到作業中心的第二距離，根據第二距離、雷達中心與機器人外殼邊緣的第三距離以及預設安全距離分析機器人朝向作業中心移動的第四距離；根據預設范圍對機器人的偏移量進行修正；同時機器人在修正過程中還通過自適應蒙特卡羅粒子濾波算法進行位置估計，提高了機器人定位的精度和效率。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種融合點云數據與機器視覺的精定位方法、系統及介質。

根據本發明提供的一種融合點云數據與機器視覺的精定位方法，包括：

步驟S1：利用保障車上安裝的24線激光雷達對保障車進行粗定位，當保障車不在戰車的允許裝填范圍內時，則將保障車移動至戰車的允許裝填范圍內；

步驟S2：當保障車在戰車的允許裝填范圍內時，抓取裝置利用16線激光雷達采用NDT算法檢測移動目標的起始位置和終點位置以及起始位置和終點位置之間的障礙物；

步驟S3：兩個單線激光雷達判斷16線激光雷達檢測過程中產生的誤差是否在預設范圍內，當誤差不在預設范圍內時，則終止操作；

步驟S4：兩個單線激光校準抓取裝置距離障礙物最近距離l₃和l₄，基于抓取裝置距離障礙物最近距離l₃和l₄，裝填系統上位機根據預設安全值判斷此時是否安全，當不安全時，則終止相應操作；