[发明专利]基于三维激光的车厢可装载空间检测方法和装置

权利要求书

1.一种基于三维激光的车厢可装载空间检测方法，其特征在于，所述方法包括：

在货物装载过程中，获取激光雷达采集的车厢内部三维点云；所述激光雷达安装在车厢内靠近门的一侧；

获取在标定状态所述激光雷达采集的车厢内部标定三维点云；

根据所述激光雷达距离车厢底部的安装高度，从所述车厢内部标定三维点云中确定车厢底部厢壁点云，并计算所述车厢底部厢壁点云的协方差矩阵；

对所述协方差矩阵进行奇异值分解后，确定奇异值最小的向量为所述车厢底部厢壁点云的平面法向量；

根据所述车厢底部厢壁点云的平面法向量，计算所述激光雷达的翻滚角和俯仰角；

根据所述激光雷达距离所述车厢底部的安装高度以及所述激光雷达相对于侧壁的距离，从所述车厢内部标定三维点云中确定车厢侧壁点云，并计算所述车厢侧壁点云的平面法向量；

根据所述车厢侧壁点云的平面法向量，计算所述激光雷达的偏航角；

根据所述翻滚角和所述俯仰角，对所述车厢内部三维点云进行转换；

根据所述偏航角，对转换后所述车厢内部三维点云进行转换；

滤除转换后所述车厢内部三维点云中的厢体点云，得到内部货物表面点云；

根据所述内部货物表面点云的横坐标和纵坐标、以及转换后车厢内部三维点云的横坐标最小值和纵坐标最小值，计算所述内部货物表面点云的二维坐标；

根据所述内部货物表面点云的二维坐标，将点云转换为像素点，得到二维图像；

根据所述内部货物表面点云的高度值，确定所述二维图像中各点云像素点的灰度值，得到所述内部货物表面点云对应的二维灰度图像；

对所述二维灰度图像中被货物遮挡区域的非点云像素点，根据临近点云像素点的灰度值进行灰度值填充处理；

对处理后的二维灰度图像，根据各像素点的灰度值确定未被货物占据空间高度，得到车厢可装载空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述二维灰度图像中被货物遮挡区域的非点云像素点，根据临近点云像素点的灰度值进行灰度值填充处理，包括：

按序遍历所述二维灰度图像中的各像素点，当遍历的当前像素点为灰度值为零的非点云像素点时，按照设定方向遍历预设数量的像素点；

若遍历的预设数量的像素点中存在灰度值为不为零的点云像素点，则根据该点云像素点的灰度值对所述当前像素点进行灰度值填充。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若遍历的预设数量的像素点中存在多个灰度值为不为零的点云像素点，则根据多个点云像素点中的最大灰度值对所述当前像素点进行灰度值填充。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤除转换后所述车厢内部三维点云中的厢体点云，得到内部货物表面点云，包括：

根据激光雷达与车厢各厢体部分的距离，确定转换后所述车厢内部三维点云中非厢体点云范围；

根据所述非厢体点云范围，得到内部货物表面点云。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据激光雷达与车厢各厢体部分的距离，确定转换后所述车厢内部三维点云中非厢体点云范围，包括：

根据所述激光雷达与车厢各厢体部分的距离，确定转换后所述车厢内部三维点云转换到所述激光雷达对应的检测系统坐标系下的非厢体点云在X轴方向上的取值、在Y轴方向上的取值以及在Z轴方向上的取值；

其中，所述非厢体点云在X轴方向上的取值为(-b₅，b₄)，所述非厢体点云在Y轴方向上的取值为(-b₂，b₁)，所述非厢体点云在Z轴方向上的取值为(-a，b₃)；所述a为所述激光雷达距离车厢底部平面的垂直距离，所述b₁为车厢左侧面与所述激光雷达的距离，所述b₂为车厢右侧面与所述激光雷达的距离，所述b₃为车厢顶部与所述激光雷达的距离，所述b₄为车厢前侧与所述激光雷达的距离，所述b₅为车厢后侧与所述激光雷达的距离。