[发明专利]一种无人自卸车在垃圾填埋场自动卸载的方法

说明书

本发明公开了一种无人自卸车在垃圾填埋场自动卸载的方法，通过在自卸车尾部设置多线激光雷达进行数据采集，从而获取自卸车后向点云数据，然后对点云数据进行坐标系变换、聚类分析处理，通过先验值比对的方式从而能自动区分障碍物和斜坡，对斜坡位置进行识别，并实时更新斜坡边界线的轨迹，适应斜坡的缓慢变形和后移；最终在倒车卸载作业过程中能实时精确获得自卸车与斜坡之间的距离；同时若识别的障碍物阻碍自卸车向斜坡行驶，则自卸车会停车发布预警，不需人工干预，最终确保自卸车在倒车卸载作业时的安全。

技术领域

本发明涉及一种自动卸载垃圾的方法，具体是一种无人自卸车在垃圾填埋场自动卸载的方法。

背景技术

垃圾填埋场是采用卫生填埋方式下的垃圾集中堆放的场地，垃圾卫生填埋场因为成本低、卫生程度好在国内被广泛应用。垃圾的运输方式主要通过人工驾驶自卸车的方式运输到填埋场，随着经济社会发展，运输产生的人力成本越来越高，且人工驾驶自卸车的运输方式不能很好地解决运输安全和效率问题。因此，伴随着自动驾驶技术的发展，实现垃圾填埋场自卸车的自动驾驶是一个具有前景的解决途径。

在垃圾填埋场，自动驾驶的自卸车在进行垃圾运输过程中，在卸载区进行卸载作业时，是较为危险、关键的环节。如何准确的检测自卸车与规定卸载点的实时距离是至关重要的。目前通过在卸载区设置一面斜坡辅助自卸车在倒车卸载时进行识别是一种通用做法。自动驾驶自卸车通过相机或激光雷达作为检测传感器，实时检测斜坡与自卸车之间的距离，从而保证自卸车达到卸载点，但是由于垃圾填埋场较为恶劣的环境条件，现有的方式，并不能使自动驾驶自卸车精确获得其与斜坡之间的距离，从而导致自卸车无法达到卸载点进行垃圾卸载工作。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种无人自卸车在垃圾填埋场自动卸载的方法，能实时精确获得自卸车与斜坡之间的距离，从而确保自卸车在倒车卸载作业时的安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无人自卸车在垃圾填埋场自动卸载的方法，具体步骤为：

(1)采用多线激光雷达竖直布置在自动驾驶自卸车尾部，并确定激光雷达坐标系为lidar_link和自卸车坐标系为base_link；竖直布置激光雷达能够更好的表现远处的斜坡特征，使得有更多的激光点可以被斜坡反射，从而确保在较远位置仍可以实现检测。

(2)在自卸车行驶到卸载区后，开始倒车靠近卸载区的斜坡，此时启动多线激光雷达获取自卸车后向点云数据，并反馈给控制器；

(3)控制器对采集到的点云数据采用已知预处理方法滤除无效的数据，然后将激光雷达坐标系lidar_link下的点云数据转换到自卸车的base_link坐标系下；

(4)对完成坐标系转换后的数据进行地面分割处理(该方法为现有)，将大部分的地面点云数据分割之后，保留障碍物点云数据并进行聚类；

(5)聚类之后，利用斜坡边界线拟合匹配方法在多个聚类结果中识别出斜坡，具体为：由于卸载区斜坡的走势在一定时间内都是固定的，随着垃圾的堆积，斜坡慢慢向后平移，根据斜坡这一特征，首先使自卸车在卸载区内采用激光雷达采集一次斜坡数据，并提取斜坡和地面的交界点，同时利用自卸车带有的组合导航系统获取自卸车在当前大地坐标系下的位置，之后将base_link坐标系下的交界点转换到大地坐标系下，作为先验值；