自动装车机车辆测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种能够自动判断待装车辆停车、而且能够自动准确测量出待装车辆车厢尺寸信息以及停车位置的自动装车机车辆测量系统。该测量系统包括：信息测量部，设置在高于待装车辆的高度的位置，包含两个激光雷达，分别为位于后方的后方雷达和位于侧方的侧方雷达；语音提醒部，用于发出语音提醒；以及控制部，其中，在待装车辆驶来过程中，后方雷达实时测量自身与待装车辆之间的距离作为停车预判距离，当停车预判距离的值在预定范围内时，控制部控制语音提醒部发出停车用提醒语音，在待装车辆停止后，信息测量部测量待装车辆到后方雷达的距离、车厢的尺寸信息以及待装车辆的停车位置与预定停车区域的偏移角度。

Vehicle measurement system of automatic loading machine

【技术实现步骤摘要】
自动装车机车辆测量系统
本专利技术涉及工业测量控制领域，具体地涉及一种自动装车机车辆测量系统。
技术介绍
就现在国内的自动装车系统，还没成熟的自动装车技术，尤其针对像水泥行业，因为现场的灰层特别大，因此对车辆测量系统带来了一定的困难，现在市面上很多用图像识别的方法进行车辆的精准测量，但在实现的过程中通过实验发现，图像识别的方法虽然精度高，可以实现测量要求，但是最大的缺点就是耗时比较长，且数据处理速度较慢。这就意味着生产线的产量降低，且投入也增加。市面上存在的水泥厂装车系统中，没有成熟的车辆自动测量技术，有的是通过人工给机器定位。然而，人工操作不能十分精确地判断车辆的偏转角度和精确的停车距离等参数，若人工的误操作，就会造成装包的失败。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够自动判断待装车辆停车、而且能够自动准确测量出待装车辆车厢尺寸信息以及停车位置的自动装车机车辆测量系统。本专利技术提供了一种自动装车机车辆测量系统，用于测量待装车辆停车时的位置信息，待装车辆具有由前挡板、后挡板、前侧挡板、后侧挡板和底板组成的车厢，其特征在于，包括：信息测量部，设置在高于待装车辆的高度的位置，包含两个激光雷达，分别为位于后方的后方雷达和位于侧方的侧方雷达；语音提醒部，用于发出语音提醒；以及控制部，用于控制信息测量部和语音提醒部，其中，在待装车辆驶来过程中，后方雷达实时测量自身与待装车辆之间的距离作为停车预判距离，当停车预判距离的值在预定范围内时，控制部控制语音提醒部发出停车用提醒语音，在待装车辆停止后，信息测量部测量待装车辆到后方雷达的距离、车厢的尺寸信息以及待装车辆的停车位置与预定停车区域的偏移角度。在本专利技术提供的自动装车机车辆测量系统中，还可以具有这样的特征，其中，停车预判距离为前挡板到后方雷达的距离，测量过程为：假设集合X＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中后方雷达获取到的水平距离值,采取反向取数据，循环取五个点，当第一次出现五个相邻点之间的x值的误差相差正负20mm时,则确认当前为前挡板，将该五个点的平均x值作为前挡板到后方雷达的距离，即为停车预判距离。在本专利技术提供的自动装车机车辆测量系统中，还可以具有这样的特征，其中，车厢尺寸还包含车厢长度，测量过程为：首先，测量前挡板到后方雷达的水平距离D，假设集合X＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中后方雷达获取到的水平距离值,采取反向取数据，循环取五个点，当第一次出现五个相邻点之间的x值的误差相差正负20mm时,则确定为前挡板，将该五个点的平均值作为前挡板到后方雷达的水平距离D，然后，测量后挡板到后方雷达的水平距离L，假设集合xa＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中后方雷达获取到的水平距离值,采取正向取数据，循环取五个点，当第一次出现五个相邻点之间的x值的误差相差正负20mm时,则确定为后挡板，将该五个点的平均值作为后挡板到后方雷达的水平距离L，最后，基于水平距离D和水平距离L得到车厢长度。在本专利技术提供的自动装车机车辆测量系统中，还可以具有这样的特征，其中，车厢尺寸包含后挡板高度，测量过程为：后方雷达扫描的顺序依次是地面、后挡板底部、后挡板、后挡板顶部、部分底板、前挡板、前挡板顶部，假设集合Y＝{y1,y2...y274}表示在测量的一帧的数据过程中后方雷达获取到的垂直距离值，首先，确定后挡板的顶点，采用正向取数据，从yl开始循环，当第一次出现y值减小大于100mm的点的前一个点时，将该点确定为后挡板的顶点，此时的y值为后挡板的顶高，然后，确定底板，从后挡板的顶点开始，循环取五个点，当第一次出现五个点相邻距离的y值的误差相差正负20mm时，将该五个点的平均y值作为底板的高度，最后，基于后挡板的顶高和底板的高度得到后挡板高度。在本专利技术提供的自动装车机车辆测量系统中，还可以具有这样的特征，其中，待装车辆的停车位置与预定停车区域的偏移角度的测量过程为：假设O点是激光源，O1为待装车辆停止在预定区域时激光源照射到后侧挡板的点，线段OP1表示是P1激光面的照射在后侧挡板上的点，OP2线段表示P4激光面照射到后侧挡板的点，P1面垂直地面，α为已知的P4面与P1面之间的夹角，c为偏移角度，则这里，O1P1＝OO1-OP1，OO1＝OP2*cosα，O1P2＝OP2sinα。在本专利技术提供的自动装车机车辆测量系统中，还可以具有这样的特征，其中，激光雷达基于Timeof-Flight原理进行主式光电激光测量，该激光雷达的参数为：最远测量距离65米，平面的最大测量点数274个，测量角度的范围96度，角度分辨率0.3516。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的自动装车机车辆测量系统，在高于车辆整体高度的位置设置了两个激光雷达，分别位于车辆后方和侧方，这样，在车辆驶入停车区域的过程中，后方雷达能够实时采集待装车辆到后方雷达的距离，通过该距离能够判断出待装车辆何时停车，语音提醒部在需要停车时发出停车提醒，便于驾驶员准确获知停车指令，从而保证待装车辆能够较准确停入停车区域内，另外，当车辆停止后，对于待装车辆的实际停车位置与预定停车区域的偏移角度以及车厢信息进一步进行测量，基于该测量数据调整自动装车机的机械臂，从而保证自动装车机更精准地进行装车，用自动化代替人工的操作，大大提高了装车效率。附图说明图1是本专利技术的实施例中自动装车机车辆测量系统的结构框图。图2是本专利技术的实施例中激光雷达测量水平距离示意图。图3是本专利技术的实施例中激光雷达光束分解图。图4是本专利技术的实施例中激光雷达光束分解后照射在车厢上的图形示意图。图5是本专利技术的实施例中激光雷达理想安装下的示意图。图6是本专利技术的实施例中激光雷达实际安装下的示意图。图7是图6中激光雷达安装偏差角度修正后的示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。<实施例>图1是本专利技术的实施例中自动装车机车辆测量系统的结构框图。如图1所示，在本实施例中，自动装车机车辆测量系统100应用在水泥行业的装车系统中，考虑到现实的环境因素以及装车效率等问题，自动装车机车辆测量系统100运用了多面激光雷达扫描测量，实现了待装车辆的停车报警，测量出了待装车辆停车时的位置信息，而且实现了对车辆的停车偏移进行了测量计算。如图5所示，在本实施例中，任意的待装车辆都具有由前挡板、后挡板、前侧挡板、后侧挡板和底板组成的车厢。自动装车机车辆测量系统100包括：信息测量部10、语音提醒部20以及控制部30。信息测量部10设置在预定停车区域近处，且高于待装车辆整体的高度的位置，实际安装时选择的是距离地面5米左右的位置。信息测量部10包含两个激光雷达，分别为位于待装车辆的停车位置的后方的后方雷达11和位于待装车辆的停车位置的侧方的侧方雷达12。语音提醒部20用于发出语音提醒，方便车辆驾驶员能够清楚听见指令。控制部30包含用于控制信息测量部10和语音提醒部20运行的计算机程序。具体地，在待装车辆朝向预定停车区域驶来过程中，后方雷达11实时测量其自身与待装车辆之间的距离作为停车预判距离，当停车预判距离的值在预定范围内时，控制部30控制语音提醒部20发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动装车机车辆测量系统，用于测量待装车辆停车时的位置信息，所述待装车辆具有由前挡板、后挡板、前侧挡板、后侧挡板和底板组成的车厢，其特征在于，包括：信息测量部，设置在高于所述待装车辆的高度的位置，包含两个激光雷达，分别为位于后方的后方雷达和位于侧方的侧方雷达；语音提醒部，用于发出语音提醒；以及控制部，用于控制所述信息测量部和所述语音提醒部，其中，在所述待装车辆驶来过程中，所述后方雷达实时测量自身与所述待装车辆之间的距离作为停车预判距离，当所述停车预判距离的值在预定范围内时，所述控制部控制所述语音提醒部发出停车用提醒语音，在所述待装车辆停止后，所述信息测量部测量所述待装车辆到所述后方雷达的距离、所述车厢的尺寸信息以及所述待装车辆的停车位置与预定停车区域的偏移角度。

【技术特征摘要】
1.一种自动装车机车辆测量系统，用于测量待装车辆停车时的位置信息，所述待装车辆具有由前挡板、后挡板、前侧挡板、后侧挡板和底板组成的车厢，其特征在于，包括：信息测量部，设置在高于所述待装车辆的高度的位置，包含两个激光雷达，分别为位于后方的后方雷达和位于侧方的侧方雷达；语音提醒部，用于发出语音提醒；以及控制部，用于控制所述信息测量部和所述语音提醒部，其中，在所述待装车辆驶来过程中，所述后方雷达实时测量自身与所述待装车辆之间的距离作为停车预判距离，当所述停车预判距离的值在预定范围内时，所述控制部控制所述语音提醒部发出停车用提醒语音，在所述待装车辆停止后，所述信息测量部测量所述待装车辆到所述后方雷达的距离、所述车厢的尺寸信息以及所述待装车辆的停车位置与预定停车区域的偏移角度。2.根据权利要求1所述的自动装车机车辆测量系统，其特征在于：其中，所述停车预判距离为所述前挡板到所述后方雷达的距离，测量过程为：假设集合X＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中所述后方雷达获取到的水平距离值,采取反向取数据，循环取五个点，当第一次出现五个相邻点之间的x值的误差相差正负20mm时,则确认当前为所述前挡板，将该五个点的平均x值作为所述前挡板到所述后方雷达的距离，即为所述停车预判距离。3.根据权利要求1所述的自动装车机车辆测量系统，其特征在于：其中，所述车厢尺寸还包含车厢长度，测量过程为：首先，测量所述前挡板到所述后方雷达的水平距离D，假设集合X＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中所述后方雷达获取到的水平距离值,采取反向取数据，循环取五个点，当第一次出现五个相邻点之间的x值的误差相差正负20mm时,则确定为所述前挡板，将该五个点的平均值作为所述前挡板到所述后方雷达的水平距离D，然后，测量所述后挡板到所述后方雷达的水平距离L，假设集合xa＝{x1,x2...x274}表示在测量的一帧的数据过程中所述后方雷达获取到的水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志峰，谭普，蒋章，周民，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42