[发明专利]一种钢厂行车调度用三维激光扫描可见光确认方法

说明书

本发明公开了一种钢厂行车调度用三维激光扫描可见光确认方法，来进行三维识别位置的确认，传统的人工标定效率低，而三维激光扫描系统本身因激光不可见难以进行位置标定，本发明在三维激光扫描装置上加入一个同轴可见光设备，控制电机驱动可见光设备按照提出的步骤依次照射到识别位置处，由提出的专家规则进行位置关系的比对和微调，实现识别位置的精确确认，该方法有效提高了识别位置的精度，避免了位置不精确带来的后期手动调整，大大提高了钢厂行车调度的工作效率，所述一种钢厂行车调度用三维激光扫描可见光确认方法主要包括：二维激光扫描仪(1)、伺服旋转电机(2)、绝对值编码器(3)、PLC控制器(4)、可见激光设备(5)、摄像头(6)、上位机(7)。

技术领域

本发明是一种在钢铁厂自动化行车系统中，用于装卸车作业的三维激光扫描可见光确认技术。

背景技术

无人行车系统是一个包含了多个子系统的复杂系统，三维激光扫描系统是其中一个子系统，负责对出库和入库的卡车进行三维激光扫描，并通过点云数据处理识别出卡车上的钢卷和垛位坐标，供无人行车系统调度。在钢铁企业的库区物料管理中，传统的出库入库作业主要采用半自动方式，作业过程中需要工作人员在地面不断指导行车进行位置调整，工作效率低下，人工调整可靠性差。随着自动化技术的发展，现代化工业对自动化技术的安全性和可靠性提出了更高的要求。然而在钢铁厂库区装卸车三维激光扫描系统中，由于一些不可抗因素，不可避免地存在一些识别不准确的情况，这就需要对识别的位置进行校正和确认，从而确保整个系统的可靠性。

本发明在无人行车冷轧原料库三维激光扫描系统的基础上，发明了一种利用可见光进行目标位置标定，并结合专家规则和激光扫描测距进行坐标微调的方法，有效提高了系统目标识别位置的可靠性，减少了识别不准确引起的后期人工调整工作，提高了库区的工作效率。

发明内容

技术问题：为了提高识别位置的准确性和可靠性，减少后期无人行车作业过程中的人工调整作业，本发明设计了一种利用可见光束进行目标位置标定，并结合设定的可见光确认专家规则进行坐标微调的方法，保证无人化行车系统的安全可靠运行。

技术方案：本发明的一种钢厂行车调度用三维激光扫描可见光确认方法用三维激光扫描装置驱动可见光进行位置标定，通过可见光确认规则进行位置关系的比对和微调，主要包括：二维激光扫描仪、伺服旋转电机、绝对值编码器、PLC控制器、可见激光设备、摄像头、上位机；二维激光扫描仪用于采集目标物体表面轮廓的深度数据，伺服旋转电机用于带动二维激光扫描仪Y向旋转，从而获取卡车车厢的三维深度数据；绝对值编码器用来获取伺服旋转电机的旋转圈数，进而计算旋转角度，PLC控制器进行伺服旋转电机的逻辑控制以及与上位机进行数据交互；伺服旋转电机、绝对值编码器和PLC控制器共同组成旋转云台，旋转云台承载二维激光扫描仪组成三维激光扫描装置，固定安装在库区停车位上方，进行卡车车厢三维数据的扫描；可见激光设备安装在旋转云台侧面，用于识别位置的标定，由PLC控制器控制开断；摄像头固定在停车位侧面，用于可见光与识别目标的位置采集，与上位机连接；上位机用于三维数据的识别和处理；以上设备共同组成钢厂用于库区装卸车的三维激光扫描系统。

其中：

所述三维激光扫描装置按照以下步骤驱动可见激光设备依次照射到目标位置处，通过提出的可见光确认步骤进行位置关系的比对和微调，从而实现目标位置的精确确定，假设待确认的n个位置的三维坐标分别为P₁(x₁,y₁,z₁),...,P_n(x_n,y_n,z_n)，可见光确认步骤如下：

步骤1：开始确认前，上位机检查旋转云台的连接和位置状态是否就绪，若就绪则进入步骤2，否则由人工调节旋转云台到就绪状态；