本发明专利技术属于导航定位技术领域，公开了一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法：获取平台任务和无人集卡的全局定位，让无人集卡自动行驶至目的集装箱附近；根据集装箱目标堆场信息，选择使用左边或右边的激光雷达对集装箱进行扫描，获取集装箱的激光点云；基于激光点云通过曲率计算公式计算曲率，根据曲率大小将点集分为角点和平面点；提取集装箱的竖边线特征；从提取的竖边线特征中，挑选出目标集装箱的两条竖边线；计算无人集卡到目标集装箱的距离；将距离发送给控制模块，控制模块控制无人集卡精准停车。本发明专利技术解决了错误提取集装箱边线导致无人集卡和目的集装箱的相对位姿输出错误的问题。对位姿输出错误的问题。对位姿输出错误的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法
[0001]本专利技术属于导航定位
，具体涉及一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法。
技术介绍
[0002]随着国内港口集装箱吞吐量逐年攀升，作业效率也成为衡量港口装卸效率的重要指标，传统的有人驾驶卡车引导是通过led屏幕显示误差距离，再由卡车司机前进或后退来实现对位过程，这样无法实现精准距离下的定位，而且会发生人为失误导致移动距离出现较大偏差，且装卸效率很低。
[0003]港口无人集卡在进行自动装卸箱作业时，车上集装箱中心与目的地偏差10cm以内，吊机才能顺利进行抓箱并将其精准放置在目标位置上，因此需要寻找一种精度更高的定位方式来进行定位，以满足港口无人集卡自动装卸箱任务。
技术实现思路
[0004]针对上述提出的技术问题，本专利技术提供一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，旨在准确提取目标集装箱的两条竖边线，提高了系统的稳定性和输出准确性。
[0005]为了达到上述的专利技术目的，给出如下所述的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，包括如下的步骤：
[0006]步骤1、获取平台任务和当前无人集卡的全局定位，让无人集卡自动行驶至目的集装箱附近；
[0007]步骤2、根据平台任务中的集装箱目标堆场信息，选择使用左边或者右边的激光雷达对集装箱进行扫描，获取集装箱的激光点云，其中集装箱包括目的集装箱和目的集装箱附近的集装箱；
[0008]步骤3、基于激光点云通过曲率计算公式计算曲率，根据曲率大小将激光点云分为角点和平面点，其中，曲率计算公式为：
[0009][0010]其中，S为点云数据集、ri为当前点深度、rj为S中不等于i的点的深度；
[0011]步骤4、提取集装箱的竖边线特征；
[0012]步骤5、从步骤4提取的竖边线特征中，挑选出目标集装箱的两条竖边线；
[0013]步骤6、计算无人集卡到目标集装箱的距离；
[0014]步骤7、将距离发送给控制模块，控制模块控制无人集卡精准停车。
[0015]具体地，步骤4中提取集装箱的竖边线特征，具体包括：
[0016]对水平0
°
激光线进行遍历，判断上面的点是否为角点，若为角点，则对其余角度的
激光线进行遍历，将所有激光线上与当前角点左右两边预设范围内的所有角点加入到当前的竖线点集中；
[0017]返回水平0
°
激光线对其他角点进行遍历，不断建立竖线点集，直至将将激光雷达扫描范围内的所有竖边线特征提取出来。
[0018]具体地，在步骤5之前，计算集装箱的竖边线的置信度，具体包括：
[0019]竖边线为垂直竖边线，取Z轴方向的Z轴特征值与预设向量长度的比较值作为初始置信度，设为conf；
[0020]若垂线长度小于等于1，则竖边线的置信度为垂线长度值*conf；
[0021]若垂线长度大于1，则竖边线的置信度为1*conf；
[0022]若垂线点数小于等于n，则竖边线的置信度为x/n*conf
[0023]若垂线点数大于n，则竖边线的置信度为1*conf；
[0024]其中，n为激光雷达的线数，x为竖边线的散点数。
[0025]具体地，步骤5中挑选出目标集装箱的两条竖边线，具体包括如下步骤：
[0026]步骤51、通过无人集卡实际位姿与目标集装箱的位姿计算出无人集卡的车体相对于目标集装箱的相对位姿；
[0027]步骤52、基于相对位姿判断目标集装箱的前边线和后边线所在的区域，提取区域的竖边线；
[0028]步骤53、将通过步骤52中提取得到的竖边线集分为两个集合，分别为前边线集合和后边线集合；
[0029]步骤54、遍历前边线集合和后边线集合中的所有竖边线，两两组合，并进行评分。
[0030]步骤55、选出评分最高的一组竖边线作为目标集装箱的前边线和后边线。
[0031]具体地，在步骤54中，对任一组合进行评分的标准包括：
[0032]标准1、组合中两条边线间的距离与目标集装箱的长度越接近，得分越高；
[0033]标准2、组合中两条边线本身的置信度越高，得分越高；
[0034]标准3、若组合中两条边线到无人集卡中心全局定位值的距离与实际上目标集装箱的两条边线到无人集卡中心全局定位值的距离的偏差越小，则得分越高；
[0035]最终得分为标准1和标准2、标准3的得分之和。
[0036]具体地，步骤6中计算无人集卡到目标集装箱的距离，具体包括：
[0037]若只检测到后边线：
[0038]若只检测到前边线：
[0039]当同时检测到前边线和后边线时：d＝k1×
d3+k2×
d4；
[0040]其中，
[0041]其中，d为无人集卡到目标集装箱的距离，L为目标集装箱的长度，d1为激光雷达测出来的激光雷达到后边线的水平距离，d2为激光雷达测出来的激光雷达到前边线的距离，d3和d4分别为估计的无人集卡到目标集装箱的前边线和后边线的距离，k1为前边线的置信度，k2为后边线的置信度。
[0042]具体地，将距离发送给控制模块之前对距离进行平滑滤波处理。
[0043]具体地，激光雷达安装在无人集卡的车头尾部。
[0044]具体地，激光雷达的正方向为朝向无人集卡的车尾正后方。
[0045]具体地，激光雷达进行扫描时，根据激光雷达的性能，提前控制无人集卡车速。
[0046]本专利技术公开一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，使用现有车载激光雷达识别并提取集装箱角点和平面点，进行语义提取找到集装箱轮廓边线，并在所有竖边线特征中通过最优选线策略挑选出最符合目标集装箱体的两条轮廓竖边线，根据该边线求得当前无人集卡和目标集装箱的相对位姿,然后输出给控制模块进行精准停车，既能够准确提取目标集装箱的两条竖边线，避免产生错误提取边线的问题，也提高了系统的稳定性和输出准确性。
附图说明
[0047]图1为本专利技术的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法的流程图；
[0048]图2为本专利技术的无人集卡到目标集装箱的距离计算的示意图。
具体实施方式
[0049]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术经行进一步的详细说明。显然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术普通人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0050]图1所示是本专利技术提供的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法的一个实施例的流程图，该流程图具体包括：
[0051]步骤1、获取平台任务和当前无人集卡的全局定位，让无人集卡自动行驶至目的集装箱附近。
[005本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，其特征在于，包括如下的步骤：步骤1、获取平台任务和当前无人集卡的全局定位，让所述无人集卡自动行驶至目的集装箱附近；步骤2、根据所述平台任务中的集装箱目标堆场信息，选择使用左边或者右边的激光雷达对集装箱进行扫描，获取所述集装箱的激光点云，其中所述集装箱包括目的集装箱和所述目的集装箱附近的集装箱；步骤3、基于所述激光点云通过曲率计算公式计算曲率，根据曲率大小将所述激光点云分为角点和平面点，其中，所述曲率计算公式为：其中，S为点云数据集、ri为当前点深度、rj为S中不等于i的点的深度；步骤4、提取所述集装箱的竖边线特征；步骤5、从所述步骤4提取的所述竖边线特征中，挑选出所述目标集装箱的两条竖边线；步骤6、计算所述无人集卡到所述目标集装箱的距离；步骤7、将所述距离发送给控制模块，所述控制模块控制所述无人集卡精准停车。2.根据权利要求1所述的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，其特征在于，所述步骤4中提取所述集装箱的竖边线特征，具体包括：对水平0
°
激光线进行遍历，判断上面的点是否为角点，若为角点，则对其余角度的激光线进行遍历，将所有激光线上与当前角点左右两边预设范围内的所有角点加入到当前的竖线点集中；返回水平0
°
激光线对其他角点进行遍历，不断建立竖线点集，直至将所述将激光雷达扫描范围内的所有竖边线特征提取出来。3.根据权利要求2所述的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，其特征在于，在所述步骤5之前，计算所述集装箱的竖边线的置信度，具体包括：竖边线为垂直竖边线，取Z轴方向的Z轴特征值与预设向量长度的比较值作为初始置信度，设为conf；若垂线长度小于等于1，则所述竖边线的置信度为垂线长度值*conf；若垂线长度大于1，则所述竖边线的置信度为1*conf；若垂线点数小于等于n，则所述竖边线的置信度为x/n*conf若垂线点数大于n，则所述竖边线的置信度为1*conf；其中，n为所述激光雷达的线数，x为所述竖边线的散点数。4.根据权利要求3所述的一种基于港口集装箱边线特征识别提取的精准定位方法，其特征在于，所述步骤5中挑选出所述目标集装箱的两条竖边线，具体包括如下步骤：步骤51、通过所述无人集卡实际位姿与所述目标集装箱的位姿计算出所述无人集卡的车体相对于所述目标集装箱...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤敏，熊胜健，罗庚，
申请(专利权)人：东风悦享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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