[发明专利]基于云台与扫描仪的车辆建模方法、系统、介质及设备

说明书

本发明提供一种基于云台与扫描仪的车辆建模方法、系统、介质及设备，通过旋转云台与线激光扫描仪构建的多个激光扫描装置，均匀的分布在货车的两侧，使得各个扫描装置都能够从不同的角度与位置对目标货车进行三维点云数据采集，进而对多个扫描装置所获得的点云数据信息进行融合，从而得到完整的货车点云数据，然后借助对融合后的点云数据进行分割处理完成对货车的空间定位与建模。本发明的基于云台与扫描仪的车辆建模方法、系统、介质及设备，不仅能够给出货车车辆的主要尺寸信息，还能准确的给出货车如前、后附栏板的细节尺寸信息，车辆模型构建精细化程度高，空间定位准确性高。

技术领域

本发明涉及车辆建模技术领域，特别是涉及一种基于云台与扫描仪的车辆建模方法、系统、介质及设备。

背景技术

利用机器人代替人工搬运实现货物的自动装卸，可以大幅度提高企业产品的转运效率、降低生成安全事故率，尤其是可以避免货物搬运过程中的意外事故以及搬运现场环境对人的造成伤害，例如搬运人员被货物砸伤、现场环境粉尘太大等，因此货物的无人化自动装卸正在各类传统行业中得到广泛推广。要实现完全的无人化操作，除了机器人技术的应用以外，非接触式测量技术的引入也十分关键。如果不能对装载货物的车辆进行自动定位与建模，那么在利用机器人进行货物装卸前，需要有专门的人来引导车辆进入指定位置，而且新车辆装卸之前还需要通过人工测量的方式来获得货车的几何尺寸模型。非接触式测量技术的引入将可以自动化的实现以上过程，从而真正实现机器人装卸货物整个过程的自动化、无人化，进一步的提高货物的装卸效率。

由于测量对象是货车这种大型物体，并且测量现场环境复杂，故而所采用的一般都是基于激光测距的非接触式测量技术，而通过该技术实现对整个车辆的三维数据通常还需要借助其它装置。目前，较为常见的实现方法有两种，1)将线激光测距仪安装在能够旋转的机械云台上；2)将线激光测距仪安装在直线导轨上。旋转云台的方式的优点是整个装置体积小，安装、携带都比较方便，但是由于该方式的自身特点，使得所获得的三维点云数据的精度、密度会随着测量对象与云台间距离的变化而发生改变，即测量部分与云台距离越远，所获得的点云越稀疏。当装载货物的货车是长距离的半挂车时(长度通常超过15米)，通过该测量方式所获得的远离云台的货车部分数据是非常稀疏与不准确的，而由于数据的稀疏使得一些尺寸较小部分的尺寸信息(例如前、后附栏板的高度、宽度)不能得到有效测量，这将导致后期机器人在装卸过程中与货车发生碰撞。导轨方式的优点是可以保证整个测量数据在精度与密度上的一致性，但由于直线导轨的安装十分的不方便，并且长距离的直线导轨很容易产生变形，不利于长期的维护。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于云台与扫描仪的车辆建模方法、系统、介质及设备，用于解决现有技术中货车定位与模型建立的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于云台与扫描仪的车辆建模方法，所述云台为旋转云台，所述扫描仪为线激光扫描仪，所述方法包括：通过所述线激光扫描仪与所述旋转云台构建的激光扫描测量装置，获取每个所述激光扫描测量装置对应的扫描系统坐标系；通过所述线激光扫描仪扫描得到标定物的点云数模，通过所述激光扫描测量装置获得所述标定物的点云数据；将所述标定物的点云数据与所述标定物的点云数模进行匹配，从而获得所述标定物与各所述扫描系统坐标系的相对位姿关系，进而获得所有所述扫描系统坐标系之间的位姿关系标定；待车辆进入待测区域后，扫描获得车辆点云数据，进而获得所述车辆各部分的点云数据及车辆坐标系，计算得到车辆各部分的尺寸，完成建模。

于本发明的一实施例中，所述方法还包括：根据所述车辆的长度获取所述激光扫描测量装置在车道两侧的分布位置，使得各个所述激光扫描测量装置从不同的位置与角度对所述车辆进行扫描，获得车道地面的三维点云数据，并对所述地面的三维点云数据进行拟合，得到车道地面在各个所述扫描系统坐标系下的位置。