板坯感知测量方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种板坯感知测量方法及系统，所述板坯感知测量方法包括：获取板坯库区域的三维点云数据；从板坯库区域的三维点云数据中，找出板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成板坯垛的参数估计；获取板坯垛上顶层板坯的三维点云数据；根据顶层板坯的三维点云数据，获取顶层板坯的位置坐标信息。本发明专利技术先获取板坯库区域的三维点云数据并形成板坯垛的参数估计，再获取板坯垛上顶层板坯的三维点云数据并计算顶层板坯的位置坐标信息，通过一次扫描粗略定位与二次扫描精确计算的递进结合，能快速有效地获取板坯库区域中待吊运的顶层板坯的位置坐标信息，再将其反馈到智能调度管理系统，能有效地辅助桥式起重机完成板坯的无人化、智能化装卸吊运。智能化装卸吊运。智能化装卸吊运。

Slab sensing measurement method and system

【技术实现步骤摘要】
板坯感知测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及仓储物流
，尤其涉及一种板坯感知测量方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人口红利逐渐消退，尤其在一些高危高强度作业区，企业对成本控制、效率提升和安全改善的迫切需求，亟需以行车无人驾驶为核心的重载智能仓储系统来解决低附加值劳务与人力成本高的企业矛盾，提升冶金物流运转效率、本质安全及智能化水平，实现企业的降本增效，潜在市场巨大。特别是在板坯库智能吊运行业，目前由于无法定位板坯的位置坐标，进而无法实现无人化智能吊运，严重阻碍了该行业的智能化进程。
[0003]因此，目前亟需一种识别板坯库范围以及板坯位置坐标的技术方案，使行车无人化吊运能够真正落地。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种板坯感知测量技术方案，实现板坯坐标识别，获取板坯库范围以及单个板坯坐标信息，以辅助桥式起重机完成板坯的无人化、智能化装卸吊运。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0006]一种板坯感知测量方法，包括：
[0007]获取板坯库区域的三维点云数据；
[0008]从所述板坯库区域的三维点云数据中，找出所述板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成所述板坯垛的参数估计；
[0009]获取所述板坯垛上顶层板坯的三维点云数据；
[0010]根据所述顶层板坯的三维点云数据，获取所述顶层板坯的位置坐标信息。
[0011]可选地，所述获取板坯库区域的三维点云数据的步骤，包括：
[0012]通过扫描与重构，获取所述板坯库区域的原始三维点云数据；
[0013]对所述板坯库区域的原始三维点云数据依次进行直通滤波和统计滤波处理，得到所述板坯库区域的三维点云数据。
[0014]可选地，所述通过扫描与重构，获取所述板坯库区域的原始三维点云数据的步骤，包括：
[0015]通过多台检测激光扫描仪对所述板坯库区域进行扫描，获取所述板坯库区域的平面点云数据；
[0016]通过增量式编码器，获取多台所述检测激光扫描仪扫描时的位移信息；
[0017]结合所述板坯库区域的平面点云数据与所述位移信息，进行三维重构，得到所述板坯库区域的原始三维点云数据。
[0018]可选地，所述从所述板坯库区域的三维点云数据中，找出所述板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成所述板坯垛的参数估计的步骤，包括：
[0019]建立三维坐标系，并将所述板坯库区域的三维点云数据映射到所述三维坐标系中；
[0020]结合Z轴阶跃特性、所述板坯垛的几何形心以及所述板坯垛的线面几何模型，对所述板坯库区域的三维点云数据进行聚类分割，得到多个疑似所述板坯垛的点云数据块；
[0021]获取所述板坯垛的特征参数阈值，并据此对多个所述点云数据块进行筛选，得到所述板坯垛的点云数据块；
[0022]根据所述板坯垛的点云数据块，提取所述板坯垛的平面特征信息及轮廓信息，得到所述板坯垛的参数估计。
[0023]可选地，所述获取所述板坯垛上顶层板坯的三维点云数据的步骤，包括：
[0024]参考所述板坯垛的参数估计，找到所述板坯垛上的顶层板坯，并通过扫描路径呈相互垂直交叉的直线的多台所述检测激光扫描仪对所述顶层板坯进行扫描，得到所述顶层板坯的三维点云数据。
[0025]可选地，所述根据所述顶层板坯的三维点云数据，获取所述顶层板坯的位置坐标信息的步骤，包括：
[0026]将所述顶层板坯的三维点云数据映射到所述三维坐标系中；
[0027]通过Z轴阶跃特性，识别出每台所述检测激光扫描仪扫描路径上所述顶层板坯的边缘点；
[0028]根据多台所述检测激光扫描仪找出的所述顶层板坯的多个所述边缘点的坐标位置，结合所述顶层板坯的几何形心以及所述顶层板坯的线面几何模型，计算所述顶层板坯的轮廓顶点及边缘直线；
[0029]根据所述顶层板坯的轮廓顶点及边缘直线，计算所述顶层板坯的指定边与所述三维坐标系中指定轴的旋转角度，并计算所述顶层板坯的形心坐标，得到所述顶层板坯的位置坐标信息。
[0030]一种板坯感知测量系统，包括：
[0031]检测激光扫描仪，用于对板坯库区域及板坯垛上的顶层板坯进行扫描，并获取所述板坯库区域的扫描数据及所述顶层板坯的扫描数据；
[0032]增量式编码器，与所述检测激光扫描仪连接，用于对所述检测激光扫描仪的扫描位移进行检测；
[0033]上位机，分别与所述检测激光扫描仪及所述增量式编码器连接，用于接收所述板坯库区域的扫描数据及所述位移并据此获取所述板坯库区域的三维点云数据，还用于从所述板坯库区域的三维点云数据中找出所述板坯垛的三维点云数据并形成所述板坯垛的参数估计，还用于根据所述顶层板坯的扫描数据获取所述顶层板坯的位置坐标信息。
[0034]可选地，所述板坯感知测量系统配合所述板坯库区域内的桥式起重机对所述板坯库区域内的板坯进行感知测量，所述板坯感知测量系统包括多台所述检测激光扫描仪，多台所述检测激光扫描仪相互独立地设置在所述桥式起重机的小车上，所述增量式编码器设置在所述桥式起重机的大车上，所述小车可滑动地设置在所述大车上。
[0035]可选地，在对所述板坯库区域进行扫描时，驱动所述大车沿第一方向运动、所述小车沿第二方向运动，同时通过所述小车上的多台所述检测激光扫描仪对所述板坯库区域进行平面扫描，其中，在所述板坯库区域的盛放平面内，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0036]可选地，在对所述顶层板坯进行扫描时，先参考所述板坯垛的参数估计，找到所述板坯垛上的所述顶层板坯，再将所述大车及其上的所述小车驱动到所述顶层板坯的上方，在所述板坯库区域的盛放平面内，通过所述小车上的一部分所述检测激光扫描仪沿所述第一方向对所述顶层板坯进行扫描，通过所述小车上的另一部分所述检测激光扫描仪沿所述第二方向对所述顶层板坯进行扫描。
[0037]如上所述，本专利技术提供的板坯感知测量方法及系统，至少具有以下有益效果：
[0038]先获取板坯库区域的三维点云数据，找出板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成板坯垛的参数估计，得到板坯垛的大概位置后，再进一步获取板坯垛上顶层板坯的三维点云数据，并根据顶层板坯的三维点云数据获取顶层板坯的位置坐标信息，通过扫描粗略定位与再扫描精确计算的递进结合，能快速有效地获取板坯库区域中待吊运的顶层板坯的位置坐标信息，再将其反馈到智能调度管理系统，能有效地辅助配合桥式起重机完成板坯的无人化、智能化装卸吊运。
附图说明
[0039]图1是本专利技术中板坯感知测量方法的步骤示意图；
[0040]图2
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图3是本专利技术一可选实施例中板坯库区域的结构示意图；
[0041]图4
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图5是本专利技术一可选实施例中二次扫描计算的结构示意图。
具体实施方式
[0042]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板坯感知测量方法，其特征在于，包括：获取板坯库区域的三维点云数据；从所述板坯库区域的三维点云数据中，找出所述板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成所述板坯垛的参数估计；获取所述板坯垛上顶层板坯的三维点云数据；根据所述顶层板坯的三维点云数据，获取所述顶层板坯的位置坐标信息。2.根据权利要求1所述的板坯感知测量方法，其特征在于，所述获取板坯库区域的三维点云数据的步骤，包括：通过扫描与重构，获取所述板坯库区域的原始三维点云数据；对所述板坯库区域的原始三维点云数据依次进行直通滤波和统计滤波处理，得到所述板坯库区域的三维点云数据。3.根据权利要求2所述的板坯感知测量方法，其特征在于，所述通过扫描与重构，获取所述板坯库区域的原始三维点云数据的步骤，包括：通过多台检测激光扫描仪对所述板坯库区域进行扫描，获取所述板坯库区域的平面点云数据；通过增量式编码器，获取多台所述检测激光扫描仪扫描时的位移信息；结合所述板坯库区域的平面点云数据与所述位移信息，进行三维重构，得到所述板坯库区域的原始三维点云数据。4.根据权利要求3所述的板坯感知测量方法，其特征在于，所述从所述板坯库区域的三维点云数据中，找出所述板坯库区域中板坯垛的三维点云数据，并形成所述板坯垛的参数估计的步骤，包括：建立三维坐标系，并将所述板坯库区域的三维点云数据映射到所述三维坐标系中；结合Z轴阶跃特性、所述板坯垛的几何形心以及所述板坯垛的线面几何模型，对所述板坯库区域的三维点云数据进行聚类分割，得到多个疑似所述板坯垛的点云数据块；获取所述板坯垛的特征参数阈值，并据此对多个所述点云数据块进行筛选，得到所述板坯垛的点云数据块；根据所述板坯垛的点云数据块，提取所述板坯垛的平面特征信息及轮廓信息，得到所述板坯垛的参数估计。5.根据权利要求4所述的板坯感知测量方法，其特征在于，所述获取所述板坯垛上顶层板坯的三维点云数据的步骤，包括：参考所述板坯垛的参数估计，找到所述板坯垛上的顶层板坯，并通过扫描路径呈相互垂直交叉的直线的多台所述检测激光扫描仪对所述顶层板坯进行扫描，得到所述顶层板坯的三维点云数据。6.根据权利要求5所述的板坯感知测量方法，其特征在于，所述根据所述顶层板坯的三维点云数据，获取所述顶层板坯的位置坐标信息的步骤，包括：将所述顶层板坯的三维点云数据映射到所述三维坐标系中；通过Z轴阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，杨东海，刘娟，
申请(专利权)人：中冶赛迪重庆信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：