[发明专利]一种集装箱姿态检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种集装箱姿态检测装置和方法，公开的检测装置包括扫描模块，用于对经过缓冲区的集装箱卡车进行实时扫描，得到每个扫描截面的车辆轮廓点数据；轮廓生成模块，用于根据扫描截面的车辆轮廓点数据生成车辆的三维轮廓；识别模块，用于根据车辆的三维轮廓识别集装箱姿态的变化。本发明利用激光雷达获取集卡的轮廓数据，进行实时计算从而获取集装箱的位置及姿态。

技术领域

本发明涉及物体识别及位置检测技术，特别涉及一种集装箱姿态检测装置和方法。

背景技术

在自动化码头，集装箱起吊过程中缺乏对集装箱位姿的精确测量，一旦集装箱出现位置偏差或形变，则可能会导致自动化装卸的失败或装卸时长的增加。另一方面，集卡装卸中如果集装箱倾斜角度过大，则可以判断集卡锁头未解锁，会导致集卡吊起的安全事故的发生。

目前，集装箱自动化装卸主要通过激光雷达顶装扫描方式获取集装箱三个方向上的位置，但无法判断集装箱的倾斜角度。在集卡防吊起方面，现阶段大多通过远程监控方式，增加了司机本人的工作强度和复杂度。

发明内容

本发明的目的是提供一种集装箱姿态检测装置和方法，利用激光雷达获取集卡的轮廓数据，进行实时计算从而获取集装箱的位置及姿态。一方面能够辅助自动化装卸，提高装卸效率；另一方面可以通过集装箱位姿有效判断装卸过程中集卡锁头是否解锁，防止集卡被吊起。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种集装箱姿态检测装置，其特点是，包括：

扫描模块，用于对经过缓冲区的集装箱卡车进行实时扫描，得到每个扫描截面的车辆轮廓点数据；

轮廓生成模块，用于根据所述扫描截面的车辆轮廓点数据生成车辆的三维轮廓；

识别模块，用于根据车辆的三维轮廓识别集装箱姿态的变化。

所述的扫描模块为激光雷达，所述的激光雷达对车辆纵向截面进行扫描，获取车辆纵向轮廓数据。

所述的轮廓生成模块设有一坐标计算单元，所述的坐标计算单元结合扫描模块的高度、扫描角度和激光发射方向计算每一扫描光斑的坐标。

所述的轮廓生成模块还设有一框架边缘参数计算模块，所述的框架边缘参数计算模块用于根据每一扫描光斑的坐标得到激光扫描面与集装箱上框架边缘的交点参数以及激光扫描面与集装箱下框架边缘的交点参数。

所述的激光扫描面与集装箱上框架边缘的交点连线设为第一拟合线，所述的激光扫描面与集装箱下框架边缘的交点连线设为第二拟合线，所述的识别模块还用于根据第一、二拟合线的变化判断集装箱的姿态。

一种利用上述的集装箱姿态检测装置的方法，所述的方法包括如下步骤：

S1，对经过缓冲区的集装箱卡车进行实时扫描，得到每个扫描截面的车辆轮廓点数据；

S2，根据所述扫描截面的车辆轮廓点数据生成车辆的三维轮廓；

S3，根据车辆的三维轮廓识别集装箱姿态的变化。

所述的步骤S1具体包括：对车辆纵向截面进行扫描，获取车辆纵向轮廓数据。

所述的步骤S2包括：

步骤S2.1，结合扫描模块的高度、扫描角度和激光发射方向计算每一扫描光斑的坐标；

步骤S2.2，根据每一扫描光斑的坐标得到激光扫描面与集装箱上框架边缘的交点参数以及激光扫描面与集装箱下框架边缘的交点参数。

所述的激光扫描面与集装箱上框架边缘的交点连线设为第一拟合线，所述的激光扫描面与集装箱下框架边缘的交点连线设为第二拟合线，所述的方法还包括根据第一、二拟合线的变化判断集装箱的姿态。