[发明专利]一种基于点云扫描的仓储堆料管理方法及系统

权利要求书

1.一种基于点云扫描的仓储堆料管理方法，其特征在于，该方法包括步骤：

1)仓储堆料管理流程方法，其步骤如下：

1.1)当发生仓库进销存行为时启动激光点云扫描设备，对仓库进行点云扫描，获取仓库点云数据；

1.2)从获取到的点云数据中分离出地面、墙面和仓储堆料；

1.3)采用网格积分方法计算出堆料体积；

1.4)采用单元网格方差计算比对与量化仓储堆料形态变化。

2)仓储堆料点云形态提取方法，其步骤如下：

2.1)仓库基础数据(地面、墙面等)与堆料进行点云数据采样；

2.2)采用体素滤波将数据进行平滑处理；

2.3)将采样数据进行分类，并分割提取出不同分类数据的外法线矢量与点云强度；

2.4)使用机器学习(支持向量机)对提取的采样数据进行训练学习得到点云分类模型；

2.5)使用该分类模型对实时扫描得到的点云数据进行识别提取，得到不同分类的点云数据；

2.6)使用曲面提取技术(移动立方体或泊松提取)拟合出不同分类的点云形态；

2.7)对曲面进行平滑得到最终的提取结果。

3)堆料点云网格积分体积计算方法，其步骤如下：

3.1)在步骤2)的基础上对提取出的堆料点云曲面进行网格划分(设定网格单元阈值)；

3.2)按照网格划分顺序对点云数据进行排序；

3.3)判断每一个网格点中所在的点云数据，并根据提取出的地面高度计算其平均高度；

3.4)累加每个格网的长方体体积得到所有网格的体积即为堆料体积。

4)仓储堆料点云形态比对计算方法，其步骤如下：

4.1)对于上一次的堆料形态，同样进行步骤3)的网格划分；

4.2)计算每个网格的堆料高度差；

4.3)累加计算整个网格的高度方差。

2.一种基于点云扫描的仓储堆料管理系统，其特征在于，该系统包括:

1)该系统使用流程主要步骤如下：

1.1)当发生仓库进销存行为时，用户启动激光点云扫描设备，对仓库进行点云扫描，获取仓库点云数据，并将其转换成Web上可加载的三维点云格式；

1.2)将实时获取的点云三维数据展示在系统中，用户可以交互浏览操作，也可以选取某个感兴趣的点云区域进行堆料提取与分析；

1.3)采用方法步骤2)中描述的方法对点云区域的堆料进行提取，并将其保存在历史记录中；

1.4)采用方法步骤3)中描述的方法对该堆料进行体积计算；

1.5)系统可将提取出的堆料形态与历史记录中的历史形态进行叠加显示与比对；

1.6)采用方法步骤4)中描述的方法对堆料形态进行变化指标计算。

2)对一定区域中的仓储堆料点云形态进行提取，其方法步骤如下：

2.1)对该仓库基础数据(地面、墙面等)与堆料进行点云数据实验采样；

2.2)采用体素滤波(VoxelGrid)将数据进行平滑处理；

2.3)将采样数据中的典型目标进行人工分类，并分割提取出不同分类的点云数据；

2.4)提取出这些训练区的点云数据外法线矢量与点云强度；

2.5)使用机器学习(支持向量机)对不同分类训练区域的采样数据进行训练学习得到点云分类的机器学习模型；

2.6)使用该机器学习模型对实时扫描得到的点云数据进行识别提取，得到不同堆料类别的点云数据；

2.7)使用曲面提取技术(移动立方体MarchingCubes或泊松Poisson提取)拟合出不同分类的点云曲面形态；

2.8)对曲面进行法线平滑得到最终的提取结果。