[发明专利]一种料堆残垛层高计算方法及系统

权利要求书

1.一种料堆残垛层高计算方法，其特征在于，所述方法包括：

获取取料机预扫描过程的雷达探测料堆的二维点云数据，具体包括：

在所述预扫描过程中，当取料机悬臂的回转方向为逆时针旋转时，获取第一雷达探测的料堆切削面的二维点云数据；所述雷达包括第一雷达和第二雷达，所述第一雷达固定安装于所述取料机悬臂的右侧；

当所述取料机悬臂的回转方向为顺时针旋转时，获取第二雷达探测的料堆切削面的二维点云数据；所述第二雷达固定安装于所述取料机悬臂的左侧；

所述预扫描过程指对目标料堆进行取料前，根据已有点云模型指示所述取料机行进至指定位置，确定取料起始坐标点后，所述取料机的悬臂回转至预定位置；

根据取料机悬臂的回转角度，将所述二维点云数据转化为三维点云数据；

对所述三维点云数据进行预处理，得到处理后的三维点云数据；

对所述处理后的三维点云数据进行RANSAC算法平面识别提取处理，得到当前残垛点云的取料平台平面；

计算所述取料平台平面中点云集合的Z轴坐标均值，并将所述Z轴坐标均值标记为取料平台高度值；

判断所述取料平台平面的数量与残垛实际分层数量是否相等；

当所述取料平台平面的数量与所述残垛实际分层数量不相等时，则返回至“对所述处理后的三维点云数据进行RANSAC算法平面识别提取处理，得到当前残垛点云的取料平台平面”的步骤；

当所述取料平台平面的数量与所述残垛实际分层数量相等时，则计算各个所述取料平台平面高度值之间的高度差，所述高度差为料堆残垛层高。

2.如权利要求1所述的料堆残垛层高计算方法，其特征在于，所述根据取料机悬臂的回转角度，将所述二维点云数据转化为三维点云数据，具体包括：

建立雷达的二维直角坐标系xoy；其中，所述二维直角坐标系的原点(0,0)为所述雷达的中心，所述二维直角坐标系的第一坐标轴与雷达平面垂直，所述二维直角坐标系的第二坐标轴与所述第一坐标轴垂直，并与雷达扫描面、雷达平面均共面，所述雷达扫描面为所述取料机悬臂回转过程中，所述雷达沿着回转轨迹移动时扫描的平面；所述二维直角坐标系的第一坐标轴为x轴或者y轴，所述二维直角坐标系的第二坐标轴则对应为y轴或者x轴；

确定所述二维点云数据(x,y)在所述二维直角坐标系中的二维坐标；

根据所述取料机悬臂的回转方向，利用堆场平面的短边方向和长边方向构建三维直角坐标系XYZ；其中，所述三维直角坐标系的原点(0,0,0)为所述取料机悬臂开始回转时所述雷达的中心，所述三维直角坐标系的第一坐标轴为所述堆场长方形平面短边方向，所述三维直角坐标系的第二坐标轴为所述堆场平面长方形长边方向；所述三维直角坐标系的第一坐标轴为X轴或者Y轴，所述三维直角坐标系的第二坐标轴则对应为Y轴或者X轴，所述三维直角坐标系的Z轴为垂直于所述三维直角坐标系的第一坐标轴和第二坐标轴的坐标轴；所述堆场平面为所述取料机进行取料操作且呈长方形的堆场所在的平面；

根据所述取料机悬臂的回转角度Δ，确定所述二维点云数据(x,y)中每一个点在所述三维直角坐标系上的坐标值(X,Y,Z)，得到所述三维点云数据。

3.如权利要求2所述的料堆残垛层高计算方法，其特征在于，所述根据所述取料机悬臂的回转角度Δ，确定所述二维点云数据(x,y)中每一个点在所述三维直角坐标系上的坐标值(X,Y,Z)，得到所述三维点云数据，具体包括：

计算每一个所述二维点云数据(x,y)在所述三维直角坐标系上的坐标值(X,Y,Z)：

其中，x和y分别表示所述二维点云数据在所述二维直角坐标系的x轴和y轴的坐标值，X、Y和Z分别表示所述二维点云数据在所述三维直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴的坐标值，Δ表示所述取料机悬臂的回转角度，从所述取料机的OPC_Client中直接读取获得。