[发明专利]一种料堆残垛层高计算方法及系统

说明书

本发明涉及一种料堆残垛层高计算方法及系统，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；根据取料机悬臂的回转角度，将二维点云数据转化为三维点云数据；对三维点云数据进行预处理，得到处理后的三维点云数据；对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；计算取料平台平面中点云集合的Z轴坐标均值，并将Z轴坐标均值标记为取料平台高度值；判断取料平台平面的数量与残垛实际分层数量是否相等；不相等则重复获取取料平台平面，相等时则计算各个取料平台平面之间的高度差，即料堆残垛层高，可有效提高料堆残垛层高的计算精度，提升取料机的取料效率。

技术领域

本发明涉及计算机视觉检测及运算领域，特别是涉及一种料堆残垛层高计算方法及系统。

背景技术

随着科技的发展，新型检测技术不断融入传统工业设备，料场管理也逐渐要求信息化和精细化。目前已有个别港口散料堆场引入数字化堆场技术，其堆取料机通过料堆三维模型、卫星定位、雷达系统等实现无人化作业。主流的数字化堆场解决方案仍是通过激光雷达进行三维点云的模型重建，在取料过程中通过取料机姿态感知对取过的料堆点云模型进行删减。但是和堆场面积相比激光扫描范围很小，堆场扫描点云更新较慢，当料堆取料后或者有塌垛现象发生时，已有料场点云模型会出现误差。对取料机自动化运行影响很大，比如取料量达不到策略计算要求，甚至由于点云模型和实际料堆误差较大引起取料机碰撞残垛取料平台和取不到散料的现象。因此，在无人化堆场对料堆残垛二次取料前需要对目标料堆进行扫描，以此计算切削面层高、修正已有料场点云模型以及制定二次取料策略。

因此，目前亟需一种料堆残垛层高计算方法，以解决残垛取料前或者点云模型生成时存在的误差造成的取料过程取料机碰撞料堆残垛或者斗轮无法取到散料的现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种料堆残垛层高计算方法及系统，通过在残垛二次取料前加入的预扫描过程，结合算法自动识别料堆残垛扫描点云中平台平面以计算分层取料中切削面高度，获得准确可靠的层高数据，从而提高料堆残垛层高的计算精度，进而提升取料效率，解决残垛取料前或者点云模型生成时存在的误差造成的取料过程取料机碰撞料堆残垛或者斗轮无法取到散料的现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种料堆残垛层高计算方法，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；

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。

可选的，所述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；