[发明专利]基于多线激光雷达的散料无人装车控制方法、系统和装置

说明书

本申请涉及一种基于多线激光雷达的散料无人装车控制方法、系统和装置，本发明利用多线激光雷达采集车厢三维点云数据，识别车厢尺寸、车厢实时移动位置和实时移动速度，动态调节装车过程，实现无人化自动装车控制。本发明能够针对不同的车厢类型，采取不同的控制参数进行装车，突破了装车智能化技术瓶颈，降低装车成本，提高装车效率。解决现有技术中采用人工装车方式增加了人工成本且无法有效的保证装车质量稳定，经常会出现往复装料或装料偏载等情况，使得装车效率不高的问题。

技术领域

本申请属于无人装车技术领域，尤其是涉及一种基于多线激光雷达的散料无人装车控制方法、系统和装置。

背景技术

目前我国大部分物料装车系统自动化程度很低，装料过程依靠人工控制，包括人工的粗略估算车厢位置和移动速度，人工目测车厢料位高低，人工随时调节给料量等。而各种受料车厢尺寸和标载量不是固定统一的，又因车厢受料后惯性变化较大，造成车辆操控性变差，使得装车布料效果不好，并且装车过程过度依赖装车员的工作经验。

采用人工装车方式增加了人工成本且无法有效的保证装车质量稳定，经常会出现往复装料或装料偏载等情况，使得装车效率不高。因此，对车厢进行智能识别并采用无人化装车是提高自动化水平和企业效率的必要手段。

电子计算机及智能传感器的不断发展以及不断应用，给自动化装车控制带了很多技术革新。但由于装车现场恶劣的工业环境和使用条件使得许多高新技术在装车过程中的车厢识别方面望而却步，如何有效识别车厢三维数据成为无人化装车的技术瓶颈。

激光雷达是一种利用电磁波探测目标位置的电子设备，广泛应用于车辆测速、无人驾驶、城市三维建模、大气监测等领域。其功能包括测量照射范围内物体的距离、速度、角位置等运行参数，测量目标反射率、散射截面和形状等特征参数。多线激光雷达采用360度机械扫描体制，通过多线激光可以测出三维点云数据，并且线束数量越多成像(建模)效果越好。

当前，激光雷达技术在工业和生活中的应用已经越来越成熟和多见，但在物料装储，针对车厢三维空间识别技术研究还近乎空白。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中采用人工装车方式增加人工成本且无法有效的保证装车质量稳定，经常会出现往复装料或装料偏载等情况，使得装车效率不高的问题。

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于多线激光雷达的散料无人装车控制方法、系统和装置，本发明利用多线激光雷达采集车厢三维点云数据，识别车厢尺寸、车厢实时移动位置和实时移动速度，动态调节装车过程，实现无人化自动装车控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供了一种基于多线激光雷达的散料无人装车控制方法，包括：

S1:实时获取多线激光雷达采集的车厢三维点云数据，建立车厢三维数据模型，计算车厢实时位置坐标；

S2:当检测到车厢进入散料堆场设定位置后，判断有车辆进入，启动车辆识别；

S3:根据实时的车厢三维点云数据，计算车厢的长度、宽度和高度，并根据待装物料重量，设定待装车厢的目标物料堆积高度；

S4:当判定车厢移动至装料位置，并检测到车厢没有偏离行驶中线的情况下，启动无人化均匀装车作业；

S5:如果执行移动装车作业，则通过检测车厢实时移动速度，并根据目标物料堆积高度以及待装物料重量，给定装料过程中定量仓落料口的目标物料流量；

S6:根据目标物料流量，采用PID控制，实时调节装车过程中落料口的物料流量，直到完成当前车辆的物料装车作业；

S7:如果执行停车装车作业，则根据车厢长度、宽度和高度数据信息，设定装料过程中的多个目标停车位置；