本发明专利技术公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法，主要包括：对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据；基于粗略总体数据与总体索引数据，确定物料堆垛的变化区域；对变化区域进行精细扫描，获得精细总体数据；将精细总体数据与粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；基于更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量，通过本发明专利技术的方法可降低扫描数据量和处理负荷，以及提高物料堆垛盘点的及时性和对物料堆垛的变化快速进行响应，从而减低成本和调度难度。从而减低成本和调度难度。从而减低成本和调度难度。
【技术实现步骤摘要】
无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法
[0001]本专利技术涉及地形勘测
，特别涉及一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法。
技术介绍
[0002]现有技术中，利用无人机搭载激光扫描设备，对煤堆等占据大型物料堆垛，进行空间形态的测量，进而实现物料体积、重量的盘点以及分层建模分析。
[0003]其中，通常对大型料堆进行一次完整、详细的三维扫描，所经历的飞行过程会比较长，航线还必须具备一定的重合率，才能准确采集信息；且采集的三维点云数据量很大，后期运算处理量也相应很大。因此，整个扫描过程和后期数据处理都耗时较长，会降低物料堆垛盘点的及时性，不能对物料堆垛的变化快速进行响应。而且无人机的续航能力有限，还涉及到无人机反复返航充电或者调用多台无人机的问题，增大了调度难度和硬件成本。
[0004]如专利号为ZL202111075549.3（公布号为CN113776617A）的中国专利技术专利“一种粮仓内物料体积实时测量方法”，提供了一种在目标料仓外侧或上方安装激光雷达设备，实时扫描获取目标料仓内物料表面的三维激光点云，与料仓三维模型进行自动刚体变换配准，实现点云和料仓的坐标系统一。对料仓进行任意分区，基于点云和模型计算各分区内物料体积，之和即为料仓内物料的当前体积，连续测量获得按时间序列的实时各分区体积和对应的总体积。统计一个时间段实时数据，计算物料的密度。计算结果通过通讯上传上位机，每个分区根据出料装置的运动时刻，测得出料动作前后的各分区体积变化值，从实时元体积变化值修正出料需求，从而修正出料速度。
技术实现思路
[0005]（一）专利技术目的鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法，可降低扫描数据量和处理负荷，以及提高物料堆垛盘点的及时性和对物料堆垛的变化快速进行响应，从而减低成本和调度难度，本专利技术公开了以下技术方案。
[0006]（二）技术方案作为本专利技术的第一方面，本专利技术公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，包括：对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据；基于所述粗略总体数据与总体索引数据，确定所述物料堆垛的变化区域；对所述变化区域进行精细扫描，获得精细总体数据；将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；基于所述更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量。
[0007]在一种可能的实施方式中，所述对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据，之前还包括：
对初始物料堆垛进行精细扫描，获得初始点云数据；基于所述初始点云数据，构建初始的空间形态模型；根据所述初始的空间形态模型，建构空间形态模型的总体索引数据。
[0008]在一种可能的实施方式中，所述建构空间形态模型的总体索引数据，具体包括：对初始的空间形态模型进行网格划分；对每个网格中的点云数据进行采样，获得单网格索引点数据；根据所有单网格索引点数据，构建空间形态模型的总体索引数据。
[0009]在一种可能的实施方式中，所述确定所述物料堆垛的变化区域，具体包括：计算每个三角网格中粗略总体数据点云和总体索引数据点云的平均差值，若平均差值大于等于阈值时，则标记为变化网格；将标记的变化网格进行合并后形成的总体变化网格，若总体变化网格的面积大于等于面积阈值，则标记为一个变化区域。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，具体包括：利用ICP算法进行配准，其表达式为：式中：n为最邻近点对的个数，为目标点云P中的一点，为源点云Q中与对应的最近点，R为旋转矩阵，t为平移向量。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，具体还包括：在ICP算法配准之前，先通过NDT对所述精细总体数据的点云距离集的姿态进行粗调整。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述获得当前物料堆垛的体积和重量，具体包括：利用三角网格剖分，将物料堆垛的三维点云数据分为若干个三角网格；计算每个三角网格的体积，并累计和，获得当前物料堆垛的体积和重量。
[0013]作为本专利技术的第二方面，本专利技术还公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点系统，包括：无人机，所述无人机用于对当前物料堆垛进行粗略或精细扫描，获得粗略总体数据、精细总体数据或初始点云数据；处理模块，所述处理模块用于基于所述粗略总体数据与总体索引数据，确定所述物料堆垛的变化区域；更新模块，所述更新模块用于将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；盘点模块，所述盘点模块基于所述更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量。
[0014]在一种可能的实施方式中，还包括：构建模块，所述构建模块用于基于所述初始点云数据，构建初始的空间形态模型；
以及根据所述初始的空间形态模型，建构空间形态模型的总体索引数据。
[0015]作为本专利技术的第三方面，本专利技术还公开了一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置，包括：无人机，所述无人机用于对当前物料堆垛进行粗略或精细扫描，获得粗略总体数据、精细总体数据或初始点云数据；处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：基于所述粗略总体数据与总体索引数据，确定所述物料堆垛的变化区域；将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；基于所述更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量。
[0016]（三）有益效果本专利技术公开的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点装置、系统及其方法，具有如下有益效果：通过对物料堆垛建立初始状态下的空间形态模型和总体索引数据之后，定期的对物料堆垛进行盘点，在盘点过程中，将获得的粗略总体数据与总体索引数据进行配准，确定变化区域，以及变化区域的GPS坐标位置，根据GPS坐标位置对其区域进行精细扫描，获得精细总体数据，并将精细总体数据与粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型，利用三角网格剖分和体积计算实现对物料体积和重量的盘点，从而降低扫描数据量和处理负荷，以及提高物料堆垛盘点的及时性和对物料堆垛的变化快速进行响应，从而减低成本和调度难度。
附图说明
[0017]以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本专利技术，而不能理解为对本专利技术的保护范围的限制。
[0018]图1是本专利技术公开的构建空间形态模型的总体索引数据的流程示意图；图2是本专利技术公开的具体构建总体索引数据的流程示意图；图3是本专利技术公开的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0020]需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，其特征在于，包括：对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据；基于所述粗略总体数据与总体索引数据，确定所述物料堆垛的变化区域；对所述变化区域进行精细扫描，获得精细总体数据；将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，更新空间形态模型；基于所述更新空间形态模型，获得当前物料堆垛的体积和重量。2.根据权利要求1所述的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，其特征在于，所述对当前物料堆垛进行粗略扫描，获得粗略总体数据，之前还包括：对初始物料堆垛进行精细扫描，获得初始点云数据；基于所述初始点云数据，构建初始的空间形态模型；根据所述初始的空间形态模型，建构空间形态模型的总体索引数据。3.根据权利要求2所述的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，其特征在于，所述建构空间形态模型的总体索引数据，具体包括：对初始的空间形态模型进行网格划分；对每个网格中的点云数据进行采样，获得单网格索引点数据；根据所有单网格索引点数据，构建空间形态模型的总体索引数据。4.根据权利要求1所述的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，其特征在于，所述确定所述物料堆垛的变化区域，具体包括：计算每个三角网格中粗略总体数据点云和总体索引数据点云的平均差值，若平均差值大于等于阈值时，则标记为变化网格；将标记的变化网格进行合并后形成的总体变化网格，若总体变化网格的面积大于等于面积阈值，则标记为一个变化区域。5.根据权利要求1所述的一种无人机自主调度的物料堆垛盘点方法，其特征在于，所述将所述精细总体数据与所述粗略总体数据进行配准，具体包括：利用ICP算法进行配准，其表达式为：式中：n为最邻近点对的个数，为目标点云P中的一点，为源点云Q中与对应的最近点，R为旋转矩阵，t为平移向量。6.根据权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁轶，
申请(专利权)人：北京壬工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。