一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法技术

本发明专利技术涉及辅助停车定位技术领域和激光测距领域，具体地涉及一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法。步骤1：在预定停车位置放置辅助定位架，在指定位置粘贴反光片；步骤2：在车辆尾部通过磁铁吸盘安装有激光雷达；步骤3：通过步骤2安装的激光雷达获取周围环境深度信息，并通过后端点云数据进行处理，建立车辆实时模型，对车辆及周围环境进行二维重建，进而在用户界面显示虚拟“车库”，用户停车至“车库”。。。

A precise parking location method for special equipment in complex operation environment

【技术实现步骤摘要】
一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法


[0001]本专利技术涉及辅助停车定位
和激光测距领域，具体地涉及一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法。

技术介绍

[0002]武器装备对复杂环境条件的适应能力，是打赢新形势下信息化战争的重要条件，因此，与强敌作战，拥有能在复杂环境条件下使用的装备，是取得胜利的重要条件。随着部队训练深入展开，夜间训练也逐渐成为了重要的训练科目。对于工程车辆在复杂作业场所夜间施工时的精确停车定位和军用装备在夜间精确停车定位，不论是在夜训还是夜战中，由于灯火管制，车辆需要在微光情况下将车辆停放到车库、掩体、或指定作战展开位置。由于无法提供照明，或其他辅助停车装置参考，该问题一定程度上制约部队夜间实战化训练，甚至无法适应实战环境要求。如何快速隐蔽高效解决精准停车问题，以提高部队夜训质效及战斗力。
[0003]对于大型车辆装备，在参加演习时，如果是短途机动，主要靠自身动力，如果远途机动，大型车辆就得通过火车运输，所以，军民用大型特种装备上下火车平板时的精确定位也是亟需解决的问题。车辆上下铁路平板车对驾驶员技术要求非常高，车轮与平板车两边的距离要控制在25厘米，误差不超过2厘米。引导员要与驾驶员密切协同，装甲车辆才能准确驶入指定位置。经过不断微调，一台台装甲车辆需要全部按照要求停放到位。
[0004]车辆的停车定位靠的是驾驶员的驾驶经验主观的对车辆位置姿态的判断。依靠自己的判断完成停车的操作流程。这对于一些新驾驶员来说，手脚与眼睛的配合十分困难，在微光的特殊环境下，对于有长期驾驶经验的老驾驶员来说，也会存在困难和隐患。
[0005]车辆的停车定位展开有多种通讯方式，通常在进入停车定位场地后，根据定位定向车已标定的停车方向和定位点确定停车位置，在车辆后划定一点为定位点，左右允许偏差。民用展开式工作车型，如：钻井机，塔吊等都需要对所使用待展开的装备进行定位。且停车定位方法较为繁琐，且耗时长，效率低，在夜间无光或微光条件下有很大操作限制。
[0006]现今辅助停车装置的敏感元件依靠各种各样的传感器，主要有视觉传感器，超声波传感器和激光雷达传感器。辅助停车装置借助传感器进行信息的采集，掌握车辆视野盲区的情况，让驾驶员可以清晰直观的观察到停车情况，方便操作。部分辅助装置还可以根据采集的信息和车辆的尺寸来判断分析环境因素是否具备停车条件，更加简单方便。

技术实现思路

[0007]针对目前复杂作业环境下停车精度不高的问题，本专利技术提供了一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法，包括架设本专利技术专用的反光片，完成激光雷达对扫描得到的点云信息的处理和在用户界面显示。使用激光雷达结合辅助定位架辅助车辆在复杂环境停车，保证车体移动到指定位置，优化训练实际使用过程中停车的效率，提高隐秘性和安全性。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法，包括：
[0010]步骤1：在预定停车位置放置辅助定位架，在指定位置粘贴反光片；
[0011]步骤2：在车辆尾部通过安装座安装有激光雷达；
[0012]步骤3：通过步骤2安装的激光雷达识别反光片和获取周围环境深度信息，并通过后端点云数据进行处理，建立车辆实时模型，对车辆及周围环境进行二维重建，进而在用户界面显示虚拟
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车库
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，用户停车至
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车库
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[0013]优选的，所述步骤3中，后端点云数据进行处理的具体步骤包括：
[0014]步骤3.1.1：激光雷达获取扫描的周围环境中点的反射强度，扫描一帧的点数为563个，通过程序读取激光雷达获得的一帧点云数据；
[0015]步骤3.1.2：使用滤波算法对点云数据进行降噪，去除点云周围的离群点；
[0016]步骤3.1.3：激光雷达通过高阈值法识别反光片；
[0017]步骤3.1.4：用户端页面中显示中，使用VTK软件在激光雷达识别到的反光片处建立倒车框模型，同时显示虚拟车库、车辆展开后装备位置、周围人和障碍物，为司机停车进行辅助，获得不大于 50mm的停车定位精度；
[0018]步骤3.1.5：循环程序，实时获取激光雷达的点云信息，并在用户端显示界面实时更新。
[0019]优选的，所述辅助定位架包括升降组件、折叠组件和支撑组件，所述折叠组件设置于升降组件的上端部，所述支撑组件设置于升降组件的下端部：
[0020]所述支撑组件包括中心支撑杆，所述中心支撑杆上套设有升降套筒，所述中心支撑杆和升降套筒上均间隔开设有若干个相同的螺纹通孔，所述螺纹通孔内设置固定螺栓；
[0021]所述升降套筒的左、右两侧壁设置有安装板；
[0022]所述折叠组件包括长折叠臂和短折叠臂，所述长折叠臂的一端铰接于安装板的上端部，长折叠臂靠近安装板的端部开设有第一滑动槽，所述安装板的下端铰接有第一连接杆，所述第一连接杆的另一端铰接有滑动轴，第一滑动槽内转动设置有第一自锁扣；所述短折叠臂铰接于长折叠臂的另一端，所述短折叠臂上开设有第二滑动槽，所述长折叠臂铰接有第二连接杆，所述第二连接杆的另一端铰接有滑动轴，所述第二滑动槽内转动设置有第二自锁扣，所述第一连接杆和第二连接杆的结构相同，所述第一自锁扣和第二自锁扣的结构相同；
[0023]所述支撑组件包括三个斜撑杆和支撑片，所述三个斜撑杆的上端部均铰接于连接套筒上，所述连接套筒固定设置于中心支撑杆上，所述斜撑杆的中部设置有固定套筒，所述固定套筒上铰接有连接支撑片，所述连接支撑片的另一端铰接有调节套筒，所述调节套筒滑动设置于中心支撑杆上，所述调节套筒开设有螺纹孔，可以固定于中心支撑杆上；
[0024]所述激光雷达通过螺栓安装在安装座的上端面，所述安装座的侧面通过螺栓安装有安装台，所述安装台两端的中心孔内设置有固定杆，所述固定杆的端部连接有横向固定条和纵向固定条，所述横向固定条和纵向固定条的末端连接有安装盖，所述安装盖通过安装螺栓连接有磁铁吸盘，所述磁铁吸盘吸附于特种装备的金属部位。
[0025]优选地，所述特种装备的停车定位应用场景包括：工程车辆在复杂作业场所夜间施工时的精确停车定位、军用装备车在阵地夜间精确停车定位、军民用大型特种装备上下
火车平板时的防侧翻辅助。
[0026]优选地，所述停车定位辅助软件包括标定模块和显示模块，标定模块：根据预先架设的辅助定位架，实时对车辆及其与预定停车位置关系进行二维重建，通过激光雷达传感器模块获取车辆到辅助定位架的深度信息，计算车体与辅助定位架的位置关系，通过坐标系转换确定车体的位姿，计算车辆运行路线；
[0027]显示模块：
[0028]①
工程车辆在复杂作业场所夜间施工时的精确停车定位，在当前自身位置显示车辆模型，并在预定停车位置显示工程车辆模型图作为虚拟
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车库
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，通过车辆尾部的指引线和辅助提示文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法，其特征在于：包括：步骤1：根据特种装备的停车定位应用场景，在预定停车位置放置辅助定位架(22)，在辅助定位架(22)上粘贴反光片；步骤2：在特种装备车辆的定位部(20)通过安装座(17)安装有激光雷达(16)；步骤3：通过步骤2安装的激光雷达识别反光片和获取周围环境深度信息，并通过停车定位辅助软件进行后端点云数据处理，对车辆及周围环境进行二维重建，建立车辆实时模型，在用户界面显示虚拟“车库”(21)，用户停车至“车库”(21)。2.根据权利要求1所述的一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法，其特征在于：所述步骤3中，后端点云数据进行处理的具体步骤包括：步骤3.1.1：激光雷达获取扫描的周围环境中点的反射强度，扫描一帧的点数为563个，通过停车定位辅助软件读取激光雷达获得的一帧点云数据；步骤3.1.2：使用滤波算法对点云数据进行降噪，去除点云周围的离群点；步骤3.1.3：激光雷达通过高阈值法识别反光片；步骤3.1.4：用户端页面中显示中，使用VTK软件在激光雷达识别到的反光片处建立倒车框模型，同时显示虚拟车库、车辆展开后装备位置、周围人和障碍物，为司机停车进行辅助，获得不大于50mm的停车定位精度；步骤3.1.5：循环程序，实时获取激光雷达的点云信息，并在用户端显示界面实时更新。3.根据权利要求2所述的一种特种装备复杂作业环境下的精确停车定位方法，其特征在于：所述辅助定位架(22)包括升降组件、折叠组件和支撑组件，所述折叠组件设置于升降组件的上端部，所述支撑组件设置于升降组件的下端部：所述支撑组件包括中心支撑杆(6)，所述中心支撑杆(6)上套设有升降套筒(1)，所述中心支撑杆(6)和升降套筒(1)上均间隔开设有若干个相同的螺纹通孔，所述螺纹通孔内设置固定螺栓(5)；所述升降套筒(1)的左、右两侧壁设置有安装板(13)；所述折叠组件包括长折叠臂(2)和短折叠臂(3)，所述长折叠臂(2)的一端铰接于安装板(13)的上端部，长折叠臂(2)靠近安装板的端部开设有第一滑动槽(23)，所述安装板(13)的下端铰接有第一连接杆(14)，所述第一连接杆(14)的另一端铰接有滑动轴，第一滑动槽(23)内转动设置有第一自锁扣(12)；所述短折叠臂(3)铰接于长折叠臂(2)的另一端，所述短折叠臂(3)上开设有第二滑动槽(32)，所述长折叠臂(2)铰接有第二连接杆(31)，所述第二连接杆(31)的另一端铰接有滑动轴，所述第二滑动槽(32)内转动设置有第二自锁扣(33)，所述第一连接杆(14)和第二连接杆(31)的结构相同，所述第一自锁扣(12)和第二自锁扣(33)的结构相同；所述支撑组件包括三个斜撑杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崴，张文博，菊睿，王庆力，瞿珏，邱盎，陈同，党思娜，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：