一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法，包括：第一激光扫描仪

【技术实现步骤摘要】
一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及堆场管理系统，尤其涉及一种适用于钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法
。

技术介绍

[0002]目前，大多数用钢企业都需要对已采购的钢板放入钢板堆场中而不是直接使用，往往会在钢板堆场存放大量不同尺寸和厚度的钢板，并且存放时间长久；堆场环境复杂，很容易导致钢板氧化腐蚀，难以识别
。
[0003]现有对钢板库钢板识别抓取放置主要有以下方法：依赖工人手动测量，将抓取位置和放置位置信息传递给起重机司机并且与起重机司机实时沟通调整，进行钢板的抓取与放置，这种方法对钢板识别抓取危险系数高，人工成本高，需要工人专业性强，耗时长；还有通过图像识别来进行钢板尺寸位置识别，给出起重机控制的尺寸坐标，然后根据工人给出的抓取高度和放置位置的坐标，实现钢板的抓取与放置，这种方法也比较依赖人力和操作工人的专业性，并且这种图像识别给出的定位会存在一定的误差，或者只能识别特别标识的钢板，有很大局限性
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法，可应用于钢板堆场的自动化入库时车辆上钢板专区中心点的定位计算，采用
3D
点云结合图像处理的方式对钢板识别定位，实现钢板的抓取与放置，以实现钢板自动化入库
。
[0005]为此，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术公开了一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统，包括：安装于停车位的一侧靠近中间位置的第一激光扫描仪，用于对钢板车进行点云数据扫描；安装于起重机主梁两端的第二激光扫描仪和第三激光扫描仪，用于对待放置的钢板位置进行点云数据扫描；安装在所述第一激光扫描仪旁边的高清工业相机，用于采集钢板车图像；安装在起重机主梁上所述第二激光扫描仪和所述第三激光扫描仪旁边的倾角仪，用于获取所述第二激光扫描仪和所述第三激光扫描仪安装位置的实时角度信息；用于实时检测各扫描仪安装位置的空间坐标位置的绝对值编码器；以及，分别与所述第一激光扫描仪
、
所述第二激光扫描仪
、
所述第三激光扫描仪
、
所述高清工业相机
、
所述倾角仪
、
所述绝对值编码器连接的工控机；所述工控机包括图像识别模块
、
第一
3D
点云识别模块和第二
3D
点云识别模块，所述图像识别模块由所述高清工业相机提供数据，对钢板区域和关键点区域进行识别；所述第一
3D
点云识别模块由所述第一激光扫描仪和所述绝对值编码器提供数据，对钢板入库抓取识别；所述第二
3D
点云识别模块由所述第二激光扫描仪
、
所述第三激光扫描仪和所述倾角仪提供数据，对钢板入库放置识别，
完成钢板入库
。
[0006]进一步地，所述高清工业相机外侧安装有防尘防水护罩
。
[0007]进一步地，还包括：安装于所述第一激光扫描仪底部的智能云台；所述智能云台搭配所述第一激光扫描仪对钢板车进行点云数据扫描
。
[0008]本专利技术还提供了一种钢板堆场的物料调运扫描识别方法，应用于上述钢板堆场的物料调运扫描识别系统，所述方法包括：通过工控机发送指令，控制高清工业相机采集实时钢板车图像，同时控制第一激光扫描仪对钢板车进行
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点云数据扫描；图像识别模块获取所述实时钢板车图像，并基于所述钢板车图像识别出钢板区域和关键点区域；第一点云识别模块获取所述钢板车的
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点云数据，并基于所述钢板车的
3D
点云数据，结合所述钢板区域和所述关键点区域确定最上层钢板的空间坐标信息；通过第二激光扫描仪和第三激光扫描仪，对待放置钢板的钢板位置进行扫描，得到钢板放置区域的
3D
点云数据；第二点云识别模块获取所述第二激光扫描仪和所述第三激光扫描仪采集的两组点云数据，对点云数据分割得到待放置区域的最小包围盒，得到钢板的放置位置；工控机结合倾角仪计算的角度，控制起重机将钢板放置在所述钢板的放置位置，完成钢板入库
。
[0009]进一步地，基于所述钢板车图像识别出钢板区域和关键点区域，包括：获取高清工业相机实时采集的钢板车图像，预设定停车区域的掩膜位置，对所述钢板车图像中目标钢板车区域进行粗定位；利用基于
yolact
实例分割的识别模型对粗定位后的钢板车图像进行分割识别，识别出钢板区域与关键点区域；对钢板区域与关键点区域的轮廓进行直线拟合，得到最上层钢板和关键点的实际距离和最上层钢板的实际尺寸
。
[0010]进一步地，通过
RANSAC
法对钢板区域与关键点区域的轮廓进行直线拟合
。
[0011]进一步地，训练所述基于
yolact
实例分割的识别模型，包括：通过高清工业相机采集不同钢板车的样本图像；预设定停车区域的掩膜位置，对所述样本图像中目标钢板车区域进行粗定位；对粗定位钢板车样本图像进行人工标注，标注区域为钢板区域和关键点区域，得到训练集；利用所述训练集对所述识别模型进行训练，得到模型的最优权重系数
。
[0012]进一步地，基于所述钢板车的
3D
点云数据，结合所述钢板区域和所述关键点区域确定最上层钢板的空间坐标信息，包括：对所述钢板车的
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点云数据依次进行下采样和去噪预处理；根据预设定停车区域掩膜位置，对预处理后的点云数据进行粗定位分割；将粗定位分割的点云数据进行二次分割，对车斗区域和关键点区域进行位置提取；根据车斗的点云数据，确定最上层钢板的高度信息；
结合所述钢板区域和所述关键点区域，确定点云数据最上层钢板的空间坐标信息
。
[0013]本专利技术的优点和积极效果：本专利技术提供了一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统及方法，在原有场地和设备不改变的情况下，通过增加激光扫描仪
、
云台
、
工业相机
、
倾角仪
、
绝对值编码器等设备，降低人工成本
、
提高工作效率
、
减少工作周期
、
增加安全系数，实现快速
、
准确的钢板识别定位抓取放置，实现对钢板堆场的智能化管理
。
附图说明
[0014]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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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
。
[0015]图1为本专利技术实施例中入库抓取
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视觉系统安装示意图；图2为本专利技术实施例中入库放置
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视觉系统安装示意图；图3为本专利技术实施例中钢板堆场的物料调运扫描识别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钢板堆场的物料调运扫描识别系统，其特征在于，包括：安装于停车位的一侧靠近中间位置的第一激光扫描仪，用于对钢板车进行点云数据扫描；安装于起重机主梁两端的第二激光扫描仪和第三激光扫描仪，用于对待放置的钢板位置进行点云数据扫描；安装在所述第一激光扫描仪旁边的高清工业相机，用于采集钢板车图像；安装在起重机主梁上所述第二激光扫描仪和所述第三激光扫描仪旁边的倾角仪，用于获取所述第二激光扫描仪和所述第三激光扫描仪安装位置的实时角度信息；用于实时检测各扫描仪安装位置的空间坐标位置的绝对值编码器；以及，分别与所述第一激光扫描仪
、
所述第二激光扫描仪
、
所述第三激光扫描仪
、
所述高清工业相机
、
所述倾角仪
、
所述绝对值编码器连接的工控机；所述工控机包括图像识别模块
、
第一
3D
点云识别模块和第二
3D
点云识别模块，所述图像识别模块由所述高清工业相机提供数据，对钢板区域和关键点区域进行识别；所述第一
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点云识别模块由所述第一激光扫描仪和所述绝对值编码器提供数据，对钢板入库抓取识别；所述第二
3D
点云识别模块由所述第二激光扫描仪
、
所述第三激光扫描仪和所述倾角仪提供数据，对钢板入库放置识别，完成钢板入库
。2.
根据权利要求1所述的钢板堆场的物料调运扫描识别系统，其特征在于，所述高清工业相机外侧安装有防尘防水护罩
。3.
根据权利要求1所述的钢板堆场的物料调运扫描识别系统，其特征在于，还包括：安装于所述第一激光扫描仪底部的智能云台；所述智能云台搭配所述第一激光扫描仪对钢板车进行点云数据扫描
。4.
一种钢板堆场的物料调运扫描识别方法，其特征在于，应用于权利要求
1~3
任一项所述的物料调运扫描识别系统，所述方法包括：通过工控机发送指令控制高清工业相机采集实时钢板车图像，同时控制第一激光扫描仪对钢板车进行
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点云数据扫描；图像识别模块获取所述实时钢板车图像，并基于所述钢板车图像识别出钢板区域和关键点区域；第一点云识别模块获取所述钢板车的
3D
点云数据，并基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿霖，杜子兮，王昆伦，赵凯，李霞，许博，白永昕，李政委，李茂廷，苏龙平，
申请(专利权)人：大连九州创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：