[发明专利]一种基于激光雷达的装船机物位检测方法

摘要

本发明公开了一种基于激光雷达的装船机物位检测方法，而提供一种识别精度高、可在恶劣天气条件下使用的方法。将二维激光雷达装于两轴扫描驱动机构上，二维激光雷达实时扫描的数据经过解码得到以激光雷达检测中心为极点的极坐标系中的长度值，根据检测时所取的分度值得到角度值，利用转换公式将极坐标系中的测量值转化到直角坐标系中，用高斯滤波器对图像进行平滑滤波，通过差分算法、霍夫变换以及小波变换三者相结合，得到图像的边缘强度为，利用梯度的方向保留局部梯度最大的点；进行边缘识别；利用最小二乘法进行最终匹配得到二维空间的点云；令二维激光雷达沿着堆场方向前进得到三维空间的点云；对离散的数据点云三角剖分。

主权项

1. 一种基于激光雷达的装船机物位检测方法，其特征在于，包括下述步骤：（1）将二维激光雷达安装于两轴扫描驱动机构上组成激光雷达扫描装置，所述两轴扫描驱动机构带动所述二维激光雷达分别实现垂直方向旋转和水平方向旋转；（2）二维激光雷达实时扫描，将采回的数据经过解码得到以激光雷达检测中心为极点的极坐标系中的长度值ρ，而后根据检测时所取的分度值得到角度值θ，再利用转换公式x=ρ*cosθ、y=ρ*sinθ将极坐标系中的测量值转化到直角坐标系中，其中，x 、y分别表示直角坐标系中某点在x轴和y轴的坐标值；（3）用高斯滤波器对图像进行平滑滤波后为，其中，为一平滑函数，x 、y分别表示直角坐标系中某点在x轴和y轴的坐标值；（4）通过差分算法、霍夫变换以及小波变换三者相结合的方法，得到图像在(x,y)点处的边缘强度为，其中，；图像在(x,y)点处的法向矢量为，其中为二维高斯函数在x方向上的一阶方向导数，为二维高斯函数在y方向上的一阶方向导数；（5）为了确定边缘，利用梯度的方向，保留局部梯度最大的点；（6）计算二维图像小波变换的模和梯度方向编码Codef，如果,且Codef达到模极大值，那么（x,y）就是一个边界点，重复此步，直到完成边缘识别,其中T为阈值，,( m∈Z)且( n∈Z)，Z为自然数；（7）利用最小二乘法进行最终匹配，得到二维空间的点云；（8）令二维激光雷达跟着移动的大车沿着堆场方向前进，进行多次检测，则得到物料在三维空间的点云；（9）对获取的三维点云数据进行配准、去噪、修正，然后对离散的数据点云三角剖分，最终对三角化网格进行消隐变换生成物料三维曲面。