[发明专利]一种高精度抓斗定位方法及系统

权利要求书

1.一种高精度实时抓斗定位方法，其特征在于，包括：

通过冗余配置的3D激光雷达扫描装置，对抓斗和船体位置进行实时捕获，获得点云数据；

对所述点云数据进行过滤处理、降噪处理和偏差校核，所述偏差校核为判定数据偏差大于设定值，进行扫描故障报警，判定数据偏差小于设定值时，生成抓斗运行轨迹并建模；

生成相对于卸船机基准点的抓斗位置三维坐标；

将所述抓斗位置三维坐标，进行特征区域的高精度分割，计算出抓斗高精度的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过冗余配置的3D激光雷达扫描装置，对抓斗和船体位置进行实时捕获，获得点云数据，包括：

所述冗余配置为设置多个3D激光雷达扫描装置同时扫描抓斗；

所述实时捕获为数据更新周期小于等于250毫秒；

所述点云数据为3D激光雷达扫描获取的抓斗和船体的空间数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中过滤处理、降噪处理和偏差校核，包括：

所述过滤处理为卡尔曼滤波算法；

所述降噪处理为去除正态分布的中心值加上正负3倍正太分布方差的范围之外的值；

所述正态分布的中心值为前大梁下方的3D激光雷达扫描装置的点云数据，经过卡尔曼滤波算法后的数据，所述正太分布方差由实验得出；

所述偏差校核的设定值为多个3D激光雷达扫描装置对同一抓斗的点云数据的相互偏差的最大允许值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中生成相对于卸船机定位系统的抓斗位置三维坐标，包括：

将所述抓斗和船体的空间数据，转化为了相对于卸船机基准点的X、Y、Z坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述抓斗位置三维坐标，进行特征区域的高精度分割，计算出抓斗高精度的坐标，包括：

对所述X、Y、Z坐标构成的形状，进行检测，提取特征点；

通过所述特征点，生成高精度的坐标。

6.一种高精度实时抓斗定位系统，其特征在于，包括：

3D(3dimensional)激光雷达扫描装置、工业以太网总线和系统数据处理服务器；

所述3D激光雷达扫描装置冗余配置于卸船机前大梁下方，用于对抓斗和船体位置进行实时捕获，生成点云数据；

所述工业以太网总线，用于3D激光雷达扫描装置和系统数据处理服务器的以太网通讯；

所述系统数据处理服务器，用于对所述点云数据进行过滤处理、降噪处理和偏差校核，所述偏差校核为判定数据偏差大于设定值，进行扫描故障报警，判定数据偏差小于设定值时，生成抓斗运行轨迹并建模，生成相对于卸船机定位系统的抓斗位置三维坐标，将所述抓斗位置三维坐标，进行特征区域的高精度分割，计算出抓斗高精度的坐标。

7.根据权利要求6所述的系统，其中述3D激光雷达扫描装置，包括：

所述对抓斗和船体的3D激光雷达扫描仪，设置于前大梁下方；

所述冗余配置为前大梁下方设置的3D激光雷达扫描装置同时扫描抓斗和船体；

所述3D激光雷达扫描装置的捕获周期为单次回波大于等于75万点每秒，或者多次回波大于等于150万点每秒。

8.根据权利要求6所述的系统，其中系统数据处理服务器，包括：

所述系统数据处理服务器，用于使实时捕获的数据更新周期小于等于250毫秒；

所述系统数据处理服务器，还用于进行所述卡尔曼滤波算法的过滤处理，去除正态分布的中心值加上正负3倍正太分布方差的范围之外的值的降噪处理，所述正态分布的中心值为前大梁下方的3D激光雷达扫描装置的点云数据，经过卡尔曼滤波算法后的数据，所述偏差校核的设定值为多个3D激光雷达扫描装置对同一抓斗的点云数据的相互偏差的最大允许值；

所述系统数据处理服务器，还用于将所述抓斗和船体的空间数据，转化为相对于卸船机基准点坐标系下的X、Y、Z坐标，对所述X、Y、Z坐标构成的形状，进行检测，提取特征点，通过所述特征点，生成高精度的坐标。