[发明专利]一种获取料堆高程模型的方法及系统

权利要求书

1.一种获取料堆高程模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别获取毫米波雷达、双天线差分北斗传感器和角编码器采集的数据；所述毫米波雷达安装于堆料机的出料口；所述双天线差分北斗传感器安装于堆料机的回转平台上；所述角编码器安装于堆料机的大臂上；

对所述毫米波雷达、双天线差分北斗传感器和角编码器采集的数据进行坐标系的转换和联合解算，得到料堆的原始点云数据；

对所述原始点云数据进行预处理，得到预处理后的点云数据；

利用基于三角剖分的差值算法对所述预处理后的点云数据进行处理，得到堆料高程模型。

2.根据权利要求1所述的获取料堆高程模型的方法，其特征在于，所述分别获取毫米波雷达、双天线差分北斗传感器和角编码器采集的数据，具体包括：

将所述堆料机的大臂俯仰到预设值；

以不同的回转角往复的走行，分别获取料堆表面坐标信息、回转中心在堆场坐标系的位置数据及堆料机大臂的俯仰角和回转角数据；

将所述料堆表面坐标信息、所述回转中心在堆场坐标系的位置数据及所述堆料机大臂的俯仰角和回转角数据进行存储；

将存储的数据发送到数据处理服务器。

3.根据权利要求1所述的获取料堆高程模型的方法，其特征在于，所述对所述毫米波雷达、双天线差分北斗传感器和角编码器采集的数据进行坐标系的转换和联合解算，得到料堆的原始点云数据，具体包括：

分别建立长方形堆场水平直角全局坐标系O₀-X₀Y₀Z₀、堆料机水平直角坐标系O₁-X₁Y₁Z₁和毫米波雷达坐标系O-XYZ；其中，以堆料机在堆场轨道的起始点为原点O₀，以宽边为所述长方形堆场水平直角全局坐标系的X₀轴，以长边为所述长方形堆场水平直角全局坐标系的Y₀轴，所述长方形堆场全局坐标系的Z₀轴垂直于长方形堆场；以堆料机在长方形堆场的位置为所述堆料机水平直角坐标系的原点O₁，以堆料机的大臂在长方形堆场平面的投影为所述堆料机水平直角坐标系的X₁轴，以堆料机的回转轴中心线为所述堆料机水平直角坐标系的Z₁轴，所述堆料机水平直角坐标系的Y₁轴垂直于堆料机的大臂中心线和回转中心线所在的平面；以毫米波雷达的位置为所述毫米波雷达坐标系的原点O，所述毫米波雷达坐标系的X轴沿堆料机的大臂中线指向回转中心，所述毫米波雷达坐标系的Y轴垂直于堆料机的大臂中心线和回转轴中心线所在的平面，所述毫米波雷达坐标系的Z轴垂直于所述堆料机的大臂且向下；

上采样所述双天线差分北斗传感器和所述角编码器采集的数据，得到与所述毫米波雷达采集到的相同帧数的数据；

获取所述毫米波雷达采集到的第i帧数据(x,0,z)；

将所述第i帧数据绕Y轴旋转γ＝θ+π和平移(Δx₁,0,Δz₁)，得到第一变换数据；其中，γ是绕Y轴旋转的角度，θ是堆料机的大臂俯仰角，Δx₁＝L*cosθ，Δz₁＝H+L*sinθ，L是堆料机的大臂的长度，H是堆料机的回转中心到地面的高度；

将所述第一变换数据绕Z轴旋转α＝π/2-ψ，得到第二变换数据；其中，α是绕Z轴旋转的角度，ψ是堆料机的大臂回转角；

结合所述双天线差分北斗传感器采集的数据将所述第二变换数据平移得到第三变换数据；其中，是双天线差分北斗传感器获取的堆料机回转中心在堆场坐标系的位置信息；

将所述第三变换数据逐帧解算到所述堆料机坐标系O₁-X₁Y₁Z₁中，得到料堆在所述堆料机坐标系O₁-X₁Y₁Z₁的原始点云数据。