[发明专利]全自动码袋装车机的车辆车厢尺寸和位置测量装置及方法

权利要求书

1.一种全自动码袋装车机的车辆车厢尺寸和位置测量方法，采用全自动码袋装车机的车辆车厢尺寸和位置测量装置；其特征在于：所述装置由机械支撑机构、图像测量系统、外部控制系统组成；

所述机械支撑机构包括测量支撑架(1)、第一相机固定架(2)、第一激光器固定架(5)、第二相机固定架(7)、第二激光器固定架(9)、第三相机固定架(13)、第三激光器固定架(12)、第四相机固定架(14)、第四激光器固定架(15)；

所述图像测量系统包括垂直于车厢的第一相机(3)、第一激光器(4)、第二相机(6)、第二激光器(8)、第三相机(10)、第三激光器(11)、第四相机(16)、第四激光器(17)；

所述四个相机分别设置在四个相机固定架上，所述四个激光器分别设置在四个激光器固定架上，四个相机固定架与四个激光器固定架通过测量支撑架(1)呈对称均匀分布固定在一起，所述测量支撑架(1)设置在装载区天花板中间；

所述外部控制系统分别与所述第一相机(3)、第一激光器(4)、第二相机(6)、第二激光器(8)、第三相机(10)、第三激光器(11)、第四相机(16)、第四激光器(17)连接通信，用于控制所述第一相机(3)、第一激光器(4)、第二相机(6)、第二激光器(8)、第三相机(10)、第三激光器(11)、第四相机(16)、第四激光器(17)工作；

所述方法包括以下步骤：

步骤1：当车辆(18)进入装载区后，外部控制系统发出指令，启动所述第一相机(3)、第二相机(6)、第三相机(10)、第四相机(16)进行图像采集；启动第一激光器(4)、第二激光器(8)第三激光器(11)、第四激光器(17)测量车厢墙板相对于车厢底板的高度；

其中，应用激光三角测距法测量墙板相对于底板的高度信息，第一激光器(4)、第二激光器(8)、第三激光器(11)、第四激光器(17)发射的激光与水平方向成α角度照射在车厢墙板上表面及车厢底板上，车厢墙板上表面及车厢底板上的激光投影在水平方向上的距离为n，距离n在第一相机(3)、第二相机(6)、第三相机(10)、第四相机(16)成像中的偏移为n1，成像透镜距第一相机(3)、第二相机(6)、第三相机(10)、第四相机(16)的距离为m1，成像透镜距车厢墙板上表面的距离为m，根据三角形相似的比例关系得：

式中因此可计算出车辆车厢墙板高度h：

设第一激光器(4)与第一相机(3)、第二激光器(8)与第二相机(6)、第三激光器(11)与第三相机(10)、第四激光器(17)与第四相机(16)测得的车厢墙板高度分别为h1、h2、h3、h4，则计算车厢墙板高度取平均值：

步骤2：图像采集结束后，外部控制系统自动进行图像拼接处理，选取拼接完成后图像上四个标志点及四个特征点，即可测得车辆车厢尺寸及位置信息，所述四个标志点为车辆(18)车厢的四处的角点A、B、C、D，所述四个特征点为第一激光器(4)、第二激光器(8)、第三激光器(11)、第四激光器(17)在前后左右车厢墙板上的投影点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一相机(3)、第二相机(6)、第三相机(10)、第四相机(16)均垂直向下设置，所述第一激光器(4)与第一相机(3)成一定夹角，第二激光器(8)与第二相机(6)成一定夹角，第三激光器(11)与第三相机(10)成一定夹角，第四激光器(17)与第四相机(16)成一定夹角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中，所述车辆车厢尺寸为车厢的长度和宽度信息，长度信息为X轴上下两侧的车厢长度，宽度信息为Y轴左右两侧的车厢宽度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2中，所述车辆车厢位置定义为车辆车厢的水平偏移和竖直偏移；

所述车厢位置水平偏移为X轴上下两侧的车厢墙板到X轴的距离之差，定义原点左侧的偏移为左水平偏移ΔW_左，定义原点右侧的偏移为右水平偏移ΔW_右：

ΔW_左＝W1-|W2|；

ΔW_右＝W4-|W3|；

所述车厢位置竖直偏移定义为Y轴左右两侧的车厢墙板到原点的距离ΔZ1、ΔZ2，计算为角点A、B到Y轴距离的平均值和角点C、D到Y轴距离的平均值：

其中第一相机(3)、第二相机(6)、第三相机(10)、第四相机(16)的几何中心为原点O，原点的水平方向为X轴，原点的竖直方向为Y轴；A、B、C、D为车辆车厢的四个角点，W1、W2、W3、W4分别为角点A、B、C、D到X轴的距离；X_a、X_b、X_c、X_d分别为角点A、B、C、D到Y轴的距离。