基于激光装置的车辆定位方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光装置的车辆定位方法和系统，其中，方法包括：利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个反光柱相对激光装置的当前位置信息；根据当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。本发明专利技术能够实时快速根据当前位置信息确定车辆相对待对位设备的车辆位置，满足车辆在不断行进过程中对车辆自身进行精确的定位。

Vehicle Location Method and System Based on Laser Device

【技术实现步骤摘要】
基于激光装置的车辆定位方法和系统
本专利技术涉及车辆定位
，尤其涉及一种基于激光装置的车辆定位方法和系统。
技术介绍
随着无人驾驶技术的发展和普及，越来越多的封闭或半开放场景开始采用无人驾驶技术对作业过程进行辅助和支持，港口环境即是其中之一。由于机器的特性之一是能够进行7×24小时的无间断工作，因而从效率提升和成本管控的角度，港口无人集卡作业是替代传统港口人工作业的未来趋势和重要手段，而车辆定位占据无人驾驶车辆作业的重要位置。目前，多数车辆定位的方法是在装卸设备上设置传感器对集装箱装卸过程中车辆的位置进行检测，通过提取直线、矩形来提取集卡头部、挂车以及集装箱部分的信息，利用云服务器来反向计算出车辆的位置。但是这种远距离反馈计算的定位方法，无法满足车辆在不断行进过程中对车辆自身进行精确的定位。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够基于激光装置的车辆定位方法和系统。一种基于激光装置的车辆定位方法，包括以下步骤；利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个所述反光柱相对激光装置的当前位置信息；根据所述当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。作为一种可实施方式，所述反光柱簇的对位坐标系的预设包括以下步骤；在车辆的不同姿态的运动过程中，实时获取每个所述反光柱相对激光装置的位置信息和车辆的运动状态，基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系。作为一种可实施方式，所述基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系，包括以下步骤；在首次获取到至少两个所述反光柱相对激光装置的位置信息时，以距离激光装置最近的反光柱为坐标系原点，其他反光柱作为x轴上的交点，建立当前车辆运行位置的第一对位坐标系；并将每个反光柱在当前对位坐标系下的x轴坐标进行排序编号；在再次获取到至少两个所述反光柱相对激光装置的位置信息时，以距离激光装置最近的反光柱为坐标系原点，其他反光柱作为x轴上的交点，建立当前车辆运行位置的第二对位坐标系；并利用近邻算法根据当前车辆的运动状态将第二对位坐标系和第一对位坐标系进行关联，得到第三对位坐标系；在车辆的不同姿态的运动过程中，不断进行坐标系的建立和关联，直到满足预设要求以建立对位坐标系。作为一种可实施方式，所述车辆的不同姿态的运动过程为车辆进行匀速直线的运动过程。作为一种可实施方式，本专利技术提供的基于激光装置的车辆定位方法，还包括以下步骤；在基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系之前，获取激光装置的参数信息，并根据所述参数信息按照设置要求将反光柱设置在待对位设备上。作为一种可实施方式，本专利技术提供的基于激光装置的车辆定位方法，还包括以下步骤；对设置后的反光柱进行检测；具体包括，获取每个反光柱的反射率特征和距离特征，根据预设阈值对所述反射率特征进行粗过滤；根据距离特征对粗过滤后的反射率特征进行细过滤，并聚类得到每个反光柱的簇点；对每个反光柱的簇点分别进行圆柱体拟合，并保留圆柱体的参数。作为一种可实施方式，所述圆柱体的参数包括中心点、圆柱中心线向量以及圆柱底面半径。作为一种可实施方式，在计算出车辆相对待对位设备的位置之后，还包括以下步骤；根据车辆预设的kalman跟踪模型对车辆位置进行滤波，得到滤波后的车辆位置。相应的，本专利技术还提供一种基于激光装置的车辆定位系统，包括获取模块和计算模块；所述获取模块，用于利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个所述反光柱相对激光装置的当前位置信息；所述计算模块，用于根据所述当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。作为一种可实施方式，本专利技术提供的基于激光装置的车辆定位系统，还包括建立模块；所述建立模块，用于在车辆的不同姿态的运动过程中，实时获取每个所述反光柱相对激光装置的位置信息和车辆的运动状态，基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：本专利技术提供的基于激光装置的车辆定位方法和系统，利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个反光柱相对激光装置的当前位置信息，利用激光的特性提高当前位置信息获取的抗干扰性；再根据当前位置信息结合预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，直接计算出车辆相对待对位设备的车辆位置；本专利技术能够实时快速根据当前位置信息确定车辆相对待对位设备的车辆位置，满足车辆在不断行进过程中对车辆自身进行精确的定位。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的基于激光装置的车辆定位方法的流程示意图；图2为细过滤聚类前的簇点示意图；图3为细过滤聚类后的簇点示意图；图4为车辆相对待对位设备的分布示意图；图5为本专利技术实施例二提供的基于激光装置的车辆定位系统的结构示意图。图中：100、获取模块；200、计算模块；300、建立模块；400、设置模块；500、检测模块。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。请参阅图1，本专利技术实施例一提供的基于激光装置的车辆定位方法，包括以下步骤；S100、利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个反光柱相对激光装置的当前位置信息；S200、根据当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。需要说明的是，激光装置可以为激光雷达，其型号可以为VLP-16。激光装置固定设置在车辆上，比如，采用螺钉固定。在车辆运动中，激光装置是不会晃动的，能够提高最终车辆位置计算的精度。反光柱可以是利用反光特性比较好的材料缠绕圆柱体制作得到的。其设置在待对位设备上，每个待对位设备上设置若干个反光柱；于一实施例中，反光柱的数量大于等于两个。待对位设备根据实际场景确定，可以为港口内岸桥、堆桥以及吊桥等。在一个吊桥的场景中，反光柱设置于吊桥主体离地面高度1～6米的位置，吊桥两边都设置有反光柱，总的数量大于等于两个。有利于港口环境下对车辆，特别是集卡无人驾驶的作用。在车辆上利用激光装置实时检测反光柱，即根据反光柱的反射强度检测反光柱相对激光装置的当前位置信息。通过预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，结合实时检测得到的当前位置信息，即可实时确定车辆的实时位置如图4所示。而每个反光柱的实际位置信息可以在反光柱设置完之后实际测量来获得，对此并不进行限制。本专利技术提供的基于激光装置的车辆定位方法和系统，利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个反光柱相对激光装置的当前位置信息，利用激光的特性提高当前位置信息获取的抗干扰性；再根据当前位置信息结合预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，直接计算出车辆相对待对位设备的车辆位置；本专利技术能够实时快速根据当前位置信息确定车辆相对待对位设备的车辆位置，满足车辆在不断行进过程中对车辆自身进行精确的定位。于一实施例中，反光柱簇的对位坐标系的预设包括以下步骤；在车辆的不同姿态的运动过程中，实时获取每个反光柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光装置的车辆定位方法，其特征在于，包括以下步骤；利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个所述反光柱相对激光装置的当前位置信息；根据所述当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光装置的车辆定位方法，其特征在于，包括以下步骤；利用设置在车辆上的激光装置实时检测预设在待对位设备上的若干反光柱，以获取每个所述反光柱相对激光装置的当前位置信息；根据所述当前位置信息、预设的反光柱簇的对位坐标系以及每个反光柱的实际位置信息，计算出车辆相对待对位设备的车辆位置。2.如权利要求1所述的基于激光装置的车辆定位方法，其特征在于，所述反光柱簇的对位坐标系的预设包括以下步骤；在车辆的不同姿态的运动过程中，实时获取每个所述反光柱相对激光装置的位置信息和车辆的运动状态，基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系。3.如权利要求2所述的基于激光装置的车辆定位方法，其特征在于，所述基于所述位置信息和运动状态建立对位坐标系，包括以下步骤；在首次获取到至少两个所述反光柱相对激光装置的位置信息时，以距离激光装置最近的反光柱为坐标系原点，其他反光柱作为x轴上的交点，建立当前车辆运行位置的第一对位坐标系；并将每个反光柱在当前对位坐标系下的x轴坐标进行排序编号；在再次获取到至少两个所述反光柱相对激光装置的位置信息时，以距离激光装置最近的反光柱为坐标系原点，其他反光柱作为x轴上的交点，建立当前车辆运行位置的第二对位坐标系；并利用近邻算法根据当前车辆的运动状态将第二对位坐标系和第一对位坐标系进行关联，得到第三对位坐标系；在车辆的不同姿态的运动过程中，不断进行坐标系的建立和关联，直到满足预设要求以建立对位坐标系。4.如权利要求2所述的基于激光装置的车辆定位方法，其特征在于，所述车辆的不同姿态的运动过程为车辆进行匀速直线的运动过程。5.如权利要求2所述的基于激光装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何贝，张天雷，刘鹤云，郑思仪，
申请(专利权)人：北京主线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11