[发明专利]岸壁移机式装船机抛料位置料堆高度检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种岸壁移机式装船机抛料位置料堆高度检测装置，其特征在于，该装置包含电路连接的激光雷达阵列、雷达运动机构和工控机（3）；

所述的激光雷达阵列包含若干二维激光雷达（101），分别安装在装船机的溜桶方形维修平台上。

2.如权利要求1所述的岸壁移机式装船机抛料位置料堆高度检测装置，其特征在于，所述的雷达运动机构为伺服电机（201）。

3.一种岸壁移机式装船机抛料位置料堆高度检测方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1、二维激光雷达向下扫描，获取当前激光束所扫描到的船舱的截面点云数据，即在当前空间参考系下可以表示截面轮廓空间分布的坐标集合；

步骤2、将采集到的点云数据经过解码得到以激光雷达为极点的极坐标系中的长度值 ，而后根据检测时所取的分度值，即每相邻的扫描激光束间的夹角，得到每个点的角度值，再进行极坐标系与直角坐标系的相互转换：                                                   、   ，其中，x 、y分别表示直角坐标系中某点在x轴和y轴的坐标值；

步骤3、对点云数据进行预处理，设抛料铲的抛料宽度值为，则抛出的货物在空中会成八字分散，处理时需在抛料铲抛料宽度外两边各加1m作为干扰点可能出现的区域范围；

以激光雷达所在位置为原点A，取抛料铲两边的两点B、C，连接AB、AC分别与雷达扫描到的抛料铲下方的料堆点集相交在D、E两点，为了确保安全，取D、E两点中较低位置的点作为后期曲线拟合的基准；

步骤4、将基准点以上的干扰点全部忽略，仅对基准点下方的点做进一步处理；

以溜筒中心线为分割线将预处理后的点云分为左右两个区域，对于每个区域利用最小二乘法进行精确的直线拟合，即对各区域上表示料堆斜边的n个点，根据最小二乘法可求得，斜率和截距，由此已装货物的倾斜角度可以通过边缘直线的斜率“k”来计算，即货物的休止角度等于“arctan(k)”；

步骤5、将两拟合的直线进行二维平面的延伸并相交一点F，该点即为抛料位置料堆最高点。