[发明专利]基于激光雷达的货船舱口位置获取方法及系统

权利要求书

1.一种基于激光雷达的货船舱口位置获取方法，其特征在于，所述方法包括：

以门机回转中心为原点，垂直于水平面向上为Z轴，沿臂架幅度方向为Y轴，根据右手准则确定X轴，建立门机回转坐标系；

将抓斗放在待提取舱口位置信息的作业舱内，通过激光扫描仪扫描作业区域，获取3D点云数据；

对3D点云数据进行预处理；

根据预处理后的3D点云数据计算基准平面高度，并分析舱盖打开类型；所述根据预处理后的3D点云数据计算基准平面高度，并分析舱盖打开类型具体包括：

将预处理后的3D点云数据作为原始点云数据，从原始点云数据中提取垂直于Z轴且点云数目大于第一设定阈值的平面模型；

根据点云数目对平面模型进行排序；以各平面模型点云数目为索引，以平面模型参数为对象，建立最大索引优先队列Q，根据Q中各平面模型的高度计算基准平面高度Z_base；设定阈值d1、d2，按照如下规则计算基准平面高度Z_base：

1)计算Q[1]平面模型的高度H1，令Z_base＝H1；

2)计算Q[2]平面模型的高度H2，若Z_baseH2Z_base+d1||H2Z_base-d2，则更新Z_base的值，Z_base＝H2，继续对Q[3]执行步骤3)；否则，退出计算；

3)计算Q[3]平面模型的高度H3，若Z_baseH3Z_base+d1||H3Z_base-d2，则更新Z_base的值，Z_base＝H3，否则，退出计算；

以平面基准高度Z_base为基准，通过滤波分割出z＞Z_base的点云，从分割出的点云中提取垂直于X轴且点云数目大于第二设定阈值的平面，根据所提取的平面个数N的大小判断货船舱盖打开方式为平开或者竖开；

根据舱盖打开类型和预处理后的3D点云数据计算货船作业舱口位置信息。

2.根据权利要求1所述基于激光雷达的货船舱口位置获取方法，其特征在于，获取3D点云数据之后，对3D点云数据进行预处理具体包括：

将3D点云数据从激光扫描仪坐标系转换至门机回转坐标系，再从门机回转坐标系转换至世界坐标系；

对世界坐标系中的3D点云数据进行滤波，获取包含货船的点云，滤掉无关点云，对点云进行下采样处理，并去除噪点。

3.根据权利要求1所述基于激光雷达的货船舱口位置获取方法，其特征在于，所述根据舱盖打开类型和预处理后的3D点云数据，计算货船作业舱口位置信息具体包括：

根据基准平面高度Z_base对原始点云数据进行滤波处理，将点云向Z＝0平面进行投影，获得第一投影平面点云；

从第一投影平面点云中去掉抓斗附近的点云，得到第二投影平面点云；

分别根据第一投影平面点云和第二投影平面点云，以抓斗X方向坐标P_x为分割线，计算工作舱X方向的范围并校验；

根据工作舱X方向的范围，以货船Y方向的中心位置Y_cen为分割线，计算工作舱Y方向的范围并校验；

根据X、Y方向舱口范围、基准平面高度Z_base，通过矩形包围盒滤波计算舱口高度Z_cabin和舱盖高度Z_cover。