[发明专利]一种开放式货运车辆全特征检测设备和方法

说明书

本发明公开了一种开放式货运车辆全特征检测设备和方法，该设备包括：激光扫描仪，利用激光对目标进行扫描；驱动机构，用于驱动激光扫描仪旋转形成扫描面；控制系统，用于对激光扫描仪和驱动机构进行控制完成扫描，并对激光扫描仪采集到的数据进行处理。具有上述结构的检测设备和检测方法，精度高、快速成像和抗干扰能力强的优势，在重尘环境下可保持稳定的检测效果，适用于水泥、矿料、化肥等生产企业较为复杂装车现场工作环境，实现待装车辆全特征检测可有效提升自动装车的车型适应性，同时能够有效提升装车过程的安全性。

技术领域

本发明涉及一种用于检测开放式货运车三维几何信息的设备以及方法。

背景技术

随着自动化机器换人步伐的加快，自动化行业对于精准三维检测的需求日益突出，在全自动物料装车、无人化车辆检测等应用领域，对于车辆的快速高精度三维几何信息检测已经十分迫切。水泥、矿料、化肥等生产企业装车现场工作环境较为复杂，待装车辆几何尺寸、车辆结构多种多样，实现待装车辆全特征检测可有效提升自动装车的车型适应性，同时能够有效提升装车过程的安全性。

现有开放式货运车的三位几何信息检测一般采用的是基于图像的特城检测和尺寸检测。但图像化检测受环境干扰较大，精度难以保证，在实际应用中具有较大的局限性，因此急需一种精度高、快速成像和抗干扰能力强的检测手段。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种开放式货运车辆全特征检测设备和方法，对开放式货运车辆进行实现精度高、快速成像和抗干扰能力强的全特征检测。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种开放式货运车辆全特征检测设备，包括：激光扫描仪，利用激光对目标进行扫描；驱动机构，用于驱动激光扫描仪旋转形成扫描面；控制系统，用于对激光扫描仪和驱动机构进行控制完成扫描，并对激光扫描仪采集到的数据进行处理。

作为一种改进，电控旋转台，用于驱动激光扫描仪360°旋转；增量式编码器，用于检测激光扫描仪旋转角度。

作为一种改进，所述控制系统为嵌入式系统，包括：控制单元，用于控制电控旋转台、测量式编码器以及激光扫描仪；数据采集和处理单元，用于对激光扫描仪、增量式编码器采集到的数据进行处理；对外接口，与外部系统连接用于电源供给和网络通信。

本发明还提供一种开放式货运车辆全特征检测方法，包括：进行点云检校，获取修正参数；进行安装检校，获取安装参数；对目标进行点云扫描；引入修正参数、安装参数进行点云计算；对点云进行分类提取，完成三维几何信息的获取。

作为一种改进，所述点云检校包括：对参照物进行点云扫描；输入扫描仪断面数据、360°旋转角度数据、点云检校参数，对扫描到的参照物点云进行点云计算；根据点云计算与实际参照物进行对比的结果调整修正参数，当点云无错位时确定修正参数。

作为一种改进，所述点云检校参数为C＝[σ_r，σ_p，Δ_x，Δ_y]，σ_r为激光扫描仪安装的横滚角度偏差，σ_p为激光扫描仪安装的俯仰角度偏差，Δ_x和Δ_y为激光扫描仪在电控旋转台平面上的安装偏心量。

作为一种改进，所述对扫描到的参照物点云进行点云计算为：

由公式II计算修正安装偏心量，

采用转台旋转角度β构建矩阵R_z，

取安装角度检校参数构建矩阵R_x、R_y，

利用公式I进行点云计算，