基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品技术方案

本发明专利技术公开一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品，涉及三维变化检测领域。该方法包括利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据；创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据；提取所述队列中的第一帧点云作为模板帧，并按照设定的间隔提取当前帧点云；将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域；根据所述监测对象分别提取所述第一帧点云重点监测区域内的第一帧点云特征以及所述当前帧点云重点监测区域内的当前帧点云特征；根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境。本发明专利技术能够实时监测水采机内部环境的各种异常变化，提高了监测结果的准确性。结果的准确性。结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品


[0001]本专利技术涉及三维变化检测领域，特别是涉及一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品。

技术介绍

[0002]罗布泊盐田采用水采机进行湿采的方式生产，目前，罗钾的所有水采机均已基本实现远程自动化控制，只配备数名员工采取轮替的工作制度对水采机进行值守，以应对突发情况，并根据操作守则、操作经验等采取相应的处理措施，以防止事态扩大进而危及生产安全。
[0003]但是，水采机智能化程度仍然不足，对人工监控和人工干预依赖性仍然较大，特别是对水采机内部工作环境的监测，包括底仓积盐情况、履带运行情况、部件运作情况等等，目前采用的是用多路摄像头进行不定期、不定方向查看，由于摄像头画面的分辨率不高、且时常有污浊附着在摄像头表面，导致肉眼通过摄像头所能看清的范围和距离十分有限，除此之外，摄像头还极易受光照变化的影响，较暗或者较亮的光照环境都会降低监测的准确性和实时性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品，采用摄像头监测水采机内部工作环境易受环境影响，准确性和实时性差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法，包括：
[0007]利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据；所述原始点云数据包括水采机船体内部、湖面浮管、岸线以及岸上建筑物；
[0008]创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据；
[0009]提取所述队列中的第一帧点云作为模板帧，并按照设定的间隔提取当前帧点云；
[0010]将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域；所述重点监测区域为第一帧点云重点监测区域或当前帧点云重点监测区域；所述第一帧点云重点监测区域与所述当前帧点云重点监测区域完全相同；
[0011]根据所述监测对象分别提取所述第一帧点云重点监测区域内的第一帧点云特征以及所述当前帧点云重点监测区域内的当前帧点云特征；所述监测对象包括盐矿堆积量、机械部件位置偏移量以及机械部件姿态变化量；
[0012]根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境。
[0013]可选的，所述创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据，之后还包括：
[0014]对所述原始点云数据沿X轴、Y轴以及Z轴进行裁剪，生成裁剪后的原始点云数据；
[0015]对所述裁剪后的原始点云数据进行过滤处理，生成处理后的原始点云数据。
[0016]可选的，所述将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域，具体包括：
[0017]分别将所述第一帧点云和所述当前帧点云在X
‑
Y平面上进行栅格化处理，生成若干个栅格；
[0018]基于所述栅格，将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域。
[0019]可选的，所述根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境，具体包括：
[0020]计算各个所述重点监测区域中所述第一帧点云特征与所述当前帧点云特征的特征差值；
[0021]当所述特征差值超过设定差值时，发出警报，并输出所述特征差值对应的重点监测区域中的点云以及坐标位置。
[0022]一种基于激光雷达的水采机内部环境检测系统，包括：
[0023]原始点云数据采集模块，用于利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据；所述原始点云数据包括水采机船体内部、湖面浮管、岸线以及岸上建筑物；
[0024]队列创建及原始点云数据接收模块，用于创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据；
[0025]当前帧点云提取模块，用于提取所述队列中的第一帧点云作为模板帧，并按照设定的间隔提取当前帧点云；
[0026]重点监测区域划分模块，用于将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域；所述重点监测区域为第一帧点云重点监测区域或当前帧点云重点监测区域；所述第一帧点云重点监测区域与所述当前帧点云重点监测区域完全相同；
[0027]点云特征提取模块，用于根据所述监测对象分别提取所述第一帧点云重点监测区域内的第一帧点云特征以及所述当前帧点云重点监测区域内的当前帧点云特征；所述监测对象包括盐矿堆积量、机械部件位置偏移量以及机械部件姿态变化量；
[0028]动态监测模块，用于根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境。
[0029]可选的，还包括：
[0030]裁剪模块，用于对所述原始点云数据沿X轴、Y轴以及Z轴进行裁剪，生成裁剪后的原始点云数据；
[0031]过滤模块，用于对所述裁剪后的原始点云数据进行过滤处理，生成处理后的原始点云数据。
[0032]可选的，所述重点监测区域划分模块，具体包括：
[0033]栅格化处理单元，用于分别将所述第一帧点云和所述当前帧点云在X
‑
Y平面上进行栅格化处理，生成若干个栅格；
[0034]重点监测区域划分单元，用于基于所述栅格，将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域。
[0035]可选的，所述动态监测模块，具体包括：
[0036]特征差值计算单元，用于计算各个所述重点监测区域中所述第一帧点云特征与所
述当前帧点云特征的特征差值；
[0037]警报单元，用于当所述特征差值超过设定差值时，发出警报，并输出所述特征差值对应的重点监测区域中的点云以及坐标位置。
[0038]一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述所述的基于激光雷达的水采机内部环境检测方法。
[0039]一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的基于激光雷达的水采机内部环境检测方法。
[0040]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法、系统及产品，利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据，通过划分重点监测区域，根据监测对象提取重点监测区域内第一帧点云特征以及当前帧点云特征，并进行对比，动态监测水采机内部环境，即使是在光照条件较差、摄像头模糊的环境下也能够实时监测水采机内部环境的各种异常变化，提高了监测结果的准确性。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042]图1为本专利技术所提供的基于激光雷达的水采机内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的水采机内部环境检测方法，其特征在于，包括：利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据；所述原始点云数据包括水采机船体内部、湖面浮管、岸线以及岸上建筑物；创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据；提取所述队列中的第一帧点云作为模板帧，并按照设定的间隔提取当前帧点云；将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域；所述重点监测区域为第一帧点云重点监测区域或当前帧点云重点监测区域；所述第一帧点云重点监测区域与所述当前帧点云重点监测区域完全相同；根据所述监测对象分别提取所述第一帧点云重点监测区域内的第一帧点云特征以及所述当前帧点云重点监测区域内的当前帧点云特征；所述监测对象包括盐矿堆积量、机械部件位置偏移量以及机械部件姿态变化量；根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境。2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的水采机内部环境检测方法，其特征在于，所述创建点云数据类型的队列，并按时间顺序接收所述原始点云数据，之后还包括：对所述原始点云数据沿X轴、Y轴以及Z轴进行裁剪，生成裁剪后的原始点云数据；对所述裁剪后的原始点云数据进行过滤处理，生成处理后的原始点云数据。3.根据权利要求2所述的基于激光雷达的水采机内部环境检测方法，其特征在于，所述将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域，具体包括：分别将所述第一帧点云和所述当前帧点云在X
‑
Y平面上进行栅格化处理，生成若干个栅格；基于所述栅格，将所述第一帧点云以及所述当前帧点云分别划分为多个重点监测区域。4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的水采机内部环境检测方法，其特征在于，所述根据所述第一帧点云特征以及所述当前帧点云特征动态监测水采机内部环境，具体包括：计算各个所述重点监测区域中所述第一帧点云特征与所述当前帧点云特征的特征差值；当所述特征差值超过设定差值时，发出警报，并输出所述特征差值对应的重点监测区域中的点云以及坐标位置。5.一种基于激光雷达的水采机内部环境检测系统，其特征在于，包括：原始点云数据采集模块，用于利用激光雷达采集水采机内部环境的原始点云数据；所述原始点云数据包括水采机船体内部、湖面浮管、岸线以及岸上建筑物；队列创建及原始点云数据接收模块，用于创建点云数据类型的队列，并按时间顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：董广峰，尹智帅，何新芳，聂琳真，冶玉清，唐灵峰，黄理学，段本意，劳金奇，王鹏，钟超轶，董证瑞，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：