[发明专利]一种钢卷卷尾压装装置和方法

权利要求书

1.一种钢卷卷尾压装装置，其特征在于，包括：步进梁、鞍座、两个旋转地辊鞍座、激光雷达传感器、旋转云台和处理器；

所述鞍座固定安装在所述步进梁上；两个所述旋转地辊鞍座以鞍座为中心对称设置；钢卷置于两个所述旋转地辊鞍座上；所述激光雷达传感器安装在所述旋转云台上；两个所述旋转地辊鞍座、所述激光雷达传感器和所述旋转云台均与所述处理器电连接；

所述激光雷达传感器用于在所述旋转云台的带动下对钢卷进行扫描得到点云信息；所述点云信息包括轴向点云信息和外圆点云信息；

所述处理器用于根据所述激光雷达传感器的扫描的点云信息确定钢卷卷尾与钢卷底部间的夹角，用于根据确定的钢卷卷尾与钢卷底部间的夹角控制两个所述旋转地辊鞍座带动刚卷旋转；当所述旋转地辊鞍座旋转角度达到所述夹角时，所述处理器还用于根据所述夹角控制两个旋转地辊鞍座带动刚卷旋转，当旋转地辊鞍座旋转角度达到所述夹角时，所述处理器控制步进梁推动鞍座将钢卷卷尾压制到钢卷底部；所述钢卷底部为置于两个所述旋转地辊鞍座间钢卷的最低点；

其中，所述处理器用于根据所述激光雷达传感器的扫描的点云信息确定钢卷卷尾与钢卷底部间的夹角的处理过程为：

基于所述轴向点云信息确定每帧点云信息中相邻点云间连线的法线；

基于所述外圆点云信息确定钢卷轴向截面的圆心；

确定每帧点云信息中所述法线和所述圆心间的距离，并根据所述距离确定钢卷卷尾的位置；

采用所述点云信息拟合得到钢卷的外圆尺寸；

根据所述钢卷卷尾的位置和所述钢卷的外圆尺寸确定钢卷卷尾相对于钢卷底部间的夹角。

2.根据权利要求1所述的钢卷卷尾压装装置，其特征在于，所述鞍座的形状为马鞍型。

3.根据权利要求1所述的钢卷卷尾压装装置，其特征在于，所述激光雷达传感器的个数至少为两个。

4.根据权利要求3所述的钢卷卷尾压装装置，其特征在于，所述激光雷达传感器为二维激光雷达传感器。

5.一种钢卷卷尾压装方法，其特征在于，应用于如权利要求1-4任意一项所述的钢卷卷尾压装装置中；所述钢卷卷尾压装方法，包括：

采用激光雷达传感器获取钢卷的点云信息；所述点云信息包括轴向点云信息和外圆点云信息；

基于所述轴向点云信息确定每帧点云信息中相邻点云间连线的法线；

基于所述外圆点云信息确定钢卷轴向截面的圆心；

确定每帧点云信息中所述法线和所述圆心间的距离，并根据所述距离确定钢卷卷尾的位置；

采用所述点云信息拟合得到钢卷的外圆尺寸；

根据所述钢卷卷尾的位置和所述钢卷的外圆尺寸确定钢卷卷尾相对于钢卷底部间的夹角；

根据所述夹角控制两个旋转地辊鞍座带动刚卷旋转；

当旋转地辊鞍座旋转角度达到所述夹角时，控制步进梁推动鞍座将钢卷卷尾压制到钢卷底部；所述钢卷底部为置于两个所述旋转地辊鞍座间钢卷的最低点。

6.根据权利要求5所述的钢卷卷尾压装方法，其特征在于，所述确定每帧点云信息中所述法线和所述圆心间的距离，并根据所述距离确定钢卷卷尾的位置，具体包括：

建立第一直角坐标系、第二直角坐标系和第三直角坐标系；所述第一直角坐标系为钢卷截面坐标系；所述第二直角坐标系为旋转云台坐标系；所述第三直角坐标系为激光雷达传感器坐标系；

获取点云在极坐标系中的位置信息；

将所述点云在极坐标系中的位置信息转换至所述第三直角坐标系中；

获取极坐标系与所述第三直角坐标系间的转换关系，第三直角坐标系和所述第二直角坐标系间的转换关系以及第二直角坐标系和第一直角坐标系间的转换关系；

依据所述极坐标系与所述第三直角坐标系间的转换关系，所述第三直角坐标系和所述第二直角坐标系间的转换关系以及所述第二直角坐标系和第一直角坐标系间的转换关系，将所述点云在极坐标系中的位置信息转换为点云在所述第一直角坐标系中的位置信息；

根据所述点云在所述第一直角坐标系中的位置信息确定每帧点云信息中所述法线和所述圆心间的距离；

根据所述每帧点云信息中所述法线和所述圆心间的距离确定每一帧钢卷卷尾的位置坐标；

对比所述每一帧钢卷卷尾的位置坐标，筛选出最高点坐标；所述最高点坐标即为最终确定的所述钢卷卷尾的位置。