[发明专利]一种粮仓粮食体积测量系统

权利要求书

1.一种粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，包括：

第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备安装在粮仓内部上方两端对角线位置处，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端处于同一个局域网内，且计算终端与第一激光雷达设备、第二激光雷达设备通信连接；

第一激光雷达设备采集第一IMU数据、第一位置数据、第一点云数据，第二激光雷达设备采集第二IMU数据、第二位置数据、第二点云数据；

其中，第一位置数据为(px1,py1,pz1)，第二位置数据为(px2,py2,pz2)；

计算终端接收第一IMU数据、第二IMU数据，并分别计算第一IMU数据、第二IMU数据得到对应的第一旋转矩阵、第二旋转矩阵；

计算终端获取第一位置数据与第一点云数据、第二位置数据与第二点云数据，并通过第一旋转矩阵、第一位置数据与第一点云数据获取相对于粮仓的第一坐标P1’，通过第二旋转矩阵、第二位置数据与第二点云数据获取相对于粮仓的第二坐标P2’；

计算终端判断第一坐标P1’、第二坐标P2’是否位于粮仓内，将处于粮仓外的坐标排除，并将第一点云数据、第二点云数据中的噪点数据删除，剩余的第一坐标P1’、第二坐标P2’合并配准生成粮食模拟图；

计算终端将粮食模拟图划分成若干个网格，对所有网格体积求和，得到粮仓所有粮食的体积。

2.根据权利要求2所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，

将第一IMU数据或者第二IMU数据利用Madgwick算法计算出一个四元数q＝[q0，q1，q2、q3]；

第一IMU数据或者第二IMU数据为N1x、N1y、N1z，N2x、N2y、N2z…Nnx、Nny、Nnz，n为任意正整数；

将基于第一IMU数据或者第二IMU数据计算得到对应的四元数分别代入公式(1)，通过公式(1)获取R1或者第二旋转矩阵R2；

通过公式(2)将R1、R2得到为R₁'、R₂'；公式(2)为：

3.根据权利要求3所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，通过第一旋转矩阵与第一点云数据获取相对于粮仓的第一坐标P1’包括：所述第一点云数据、第二点云数据中包括若干个点，对于任意一点的坐标为P＝(x1，y1，z1)，则第一激光雷达设备在粮仓内的坐标相对于粮仓的第一坐标P1’＝P1*R₁'-第一位置数据。

4.根据权利要求4所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，通过第二旋转矩阵与第二点云数据获取相对于粮仓的第二坐标P2’包括：

第二点云数据中包括若干个点，对于任意一点的坐标为P2＝(x2，y2，z2)，第二激光雷达设备在粮仓内的坐标相对于粮仓的第二坐标P2’＝P2*R₂'-第二位置数据。

5.根据权利要求4所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，所述将粮食模拟图划分成若干个网格包括：将粮食模拟图按照x*y划分网格，x、y为任意大于0的整数。

6.根据权利要求5所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，

对所有网格体积求和包括：计算终端统计每个网格的粮食相对于粮仓高度h，计算出每个网格粮食体积x*y*h后求和。

7.根据权利要求1所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，所述计算终端为个人电脑、膝上型便携计算机或者台式计算机。

8.根据权利要求1所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备中心指向粮仓中心，且水平方向调平。

9.根据权利要求1所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，所述计算终端部署于粮仓园区办公区域。

10.根据权利要求1所述的粮仓粮食体积测量系统，其特征在于，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端处于同一个局域网内。