[发明专利]一种基于单线激光雷达检测工程车车身偏移的装置及方法

权利要求书

1.一种基于单线激光雷达检测工程车车身偏移的装置，其特征在于，包括单线激光雷达和工控机，所述单线激光雷达与所述工控机通过网线相连，单线激光雷达以一定俯仰角安装在工程车顶部。

2.根据上述权利要求1所述的一种基于单线激光雷达检测工程车车身偏移的装置，其特征在于，所述俯仰角选取范围为5°～15°之间。

3.一种基于单线激光雷达检测工程车车身偏移的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)设备安装与通信：单线激光雷达以一定角度倾斜着安装在工程车的顶部，并且以工程车车身方向为激光雷达坐标系x轴正方向，在工控机设置好IP地址后，通过网线与单线激光雷达通信，打开可视化界面确保能够接收到激光雷达消息；

S2)单线激光雷达标定：将激光雷达坐标系转换到工程车车体的坐标系下，以便检测工程车车身的角度信息。激光雷达扫描角度为0时工程车的指向为工程车坐标系X轴的方向，Z轴方向为指向工程车上方的方向，XYZ轴的构成右手坐标系，将单线激光雷达的扫描点投影到坐标面和坐标轴，从而得到投影点在工程车坐标系下的坐标，实现坐标系的转换完成标定；

S3)感兴趣区域的选取：标定之后，激光雷达坐标系转换到工程车坐标系下，基于PCL库，通过设定x，y的阈值，选择打在工程车车身上点作为特征点，并保存到容器中为后续拟合做准备；

S4)最小二乘法拟合拟合特征点：根据选定的特征点基于最小二乘法求出点集的函数y＝f(x)，假设方程为：y＝kx+b，已知特征点点集(x1,x2)…(xi,yi),根据函数求点到直线的误差平方和，具体公式：

根据极值原理，分别对k,b求导，解k，b的值使得误差最小，经过上述步骤，将特征点拟合，并且可以求得直线的斜率，从而判断工程车车身在工程车坐标系下是否存在偏移。