【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多传感器融合测量的，具体地，涉及散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置与方法，尤其涉及一种用于浮动平台散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置与工作方法。
技术介绍
1、在工程建设中，砂料是一种重要的建筑材料，随着近几年砂料价格的不断上涨，如何快速、准确地进行砂料计量是项目中控制成本关键之一；甚至在一些用砂量较大的建设项目中，砂料量测的准确与否直接影响到项目的盈亏。砂料一般通过运砂船水上运输的方式送达目标地，砂料的堆放形状大小不一，环境较为复杂；且由于被测运砂船吃水较深，靠泊在岸边进行测量并不现实，需要依靠中转船在水上进行测量，因此测量结果受到两船的无规则运动影响较大，易造成扫描匹配误差，目前精确测量散料体积存在一定困难。
2、传统测量方式通常采用人工手持激光雷达进行测量，但需要在两船之间往返，具有较高风险且费时费力，尤其在夜晚不便于开展测量工作。或是将激光雷达等传感器固定于中转船平台的桁架上，但传感器可扫描范围较小，存在死角，且容易受到船舶无规则运动的影响，精度较低。
3、为解决上述问题，现有技术中专利cn 10336282 a公开了一种自动船舱定位装置及其定位方法，定位装置安装在岸壁移动式装船机上，采用二维激光雷达扫描，工控机进行数据处理，能有效、准确地检测船舱的位置及相关信息，并对整个过程进行实时监控，装置结构简单。但二维激光雷达扫描存在死角，船舶运动姿态得不到补偿，点云提取精度低；现有技术cn 109814126 a公开了一种移动式平面激光雷达植物形态测量装置，包括移动滑轨以及
4、因此，为解决浮动平台散料体积测量困难的问题，提高测量工作效率及测量精度，工程上亟需一种操作便利、控制精确的用于浮动平台散料体积测量的装置，用以实现大范围、无死角、高精度的散料三维点云提取，且实现扫描运动物体时的姿态补偿。各传感器中，激光雷达可以得到准确的深度值，但依赖结构化场景；相机可以提供丰富的纹理信息，但深度估计十分困难；imu短距离测量精度高，但静止及长时间运行误差较大；rtk在受障碍物遮挡时容易出现定位漂移。为充分发挥各传感器自身优势并弥补其他传感器的劣势，需紧耦合的多传感器融合slam框架。
5、因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置与方法。
2、根据本专利技术提供的一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，包括：传感器扫描装置和移动控制装置；
3、所述传感器扫描装置包括传感器集成控制箱和多个传感器；多个所述传感器设置在传感器集成控制箱内；所述移动控制装置包括控制箱固定基座和水平导轨；所述传感器集成控制箱安装于控制箱固定基座上，所述控制箱固定基座包括基座伺服电机，带动传感器集成控制箱绕轴进行转动；所述控制箱固定基座整体固定于滑块基座上，所述滑块基座安装于水平导轨上。
4、优选地，所述传感器扫描装置还包括多线激光雷达，所述多线激光雷达安装固定于传感器集成控制箱顶部。
5、优选地，所述传感器扫描装置还包括相机和imu，所述相机安装于传感器集成控制箱内部，所述相机的镜头露出传感器集成控制箱；所述imu固定在传感器集成控制箱内部，集成陀螺仪与加速度计，测量自身的三维线加速度和三维姿态角速度，获取瞬时的线位移与姿态角度，并内置gps。
6、优选地，多个所述传感器之间的相对位置保持固定；所述传感器集成控制箱内部包含控制单元，所述激光雷达、相机、imu通过线缆将数据传输至控制单元，并对相机和imu进行供电。
7、优选地，所述传感器集成控制箱内部有通信模块，将控制单元收到的传感器信息和运行算法后获得的定位信息传输至远端操控装置，传输方法是通过线缆连接或者利用无线网络传输；所述传感器集成控制箱内部有电源模块，所述电源模块为内置可充电电池或由船上线缆供电，对控制单元、激光雷达进行独立供电；所述滑块基座设有滑轨伺服电机，所述滑轨伺服电机端部设有齿轮，所述齿轮与水平导轨上的齿条啮合，所述伺服电机带动齿轮在齿条上旋转，进而滑块基座在水平导轨上进行水平移动，带动控制箱固定基座及传感器集成控制箱沿水平导轨移动。
8、优选地，所述水平导轨另一面安装有滑轨调平垫板，所述滑轨调平垫板和船体桁架进行连接，并对水平导轨进行调平；所述水平导轨安装有电缆托架，所述电缆托架通过并支撑供电及通讯线缆。
9、本专利技术还提供一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取方法，所述方法应用上述中的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，所述方法包括如下步骤：
10、步骤s1：标定imu、相机的内部参数，imu和相机之间的外部参数，以及imu和激光雷达之间的外部参数；在imu保持静止时收集数据，之后分析imu数据的艾伦方差；得到imu的陀螺仪、加速度计的白噪声、偏置不稳定性共四项噪声值；
11、步骤s2：开启激光雷达、相机、imu，激光传感器获取环境的几何信息，视觉传感器捕捉环境的视觉特征，imu提供的姿态信息进行运动估计；启用多传感器融合的slam算法融合这些不同传感器的数据来进行自主定位和地图构建，算法整体包含雷达惯性里程计模块及视觉惯性里程计模块两个部分；
12、步骤s3：通过远端操控装置，启动滑轨伺服电机，操控滑块基座带动控制箱固本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，包括：传感器扫描装置和移动控制装置；
2.根据权利要求1所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器扫描装置还包括多线激光雷达，所述多线激光雷达安装固定于传感器集成控制箱顶部。
3.根据权利要求2所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器扫描装置还包括相机和IMU，所述相机安装于传感器集成控制箱内部，所述相机的镜头露出传感器集成控制箱；所述IMU固定在传感器集成控制箱内部，集成陀螺仪与加速度计，测量自身的三维线加速度和三维姿态角速度，获取瞬时的线位移与姿态角度，并内置GPS。
4.根据权利要求3所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，多个所述传感器之间的相对位置保持固定；所述传感器集成控制箱内部包含控制单元，所述激光雷达、相机、IMU通过线缆将数据传输至控制单元，并对相机和IMU进行供电。
5.根据权利要求4所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器集成控制箱内
6.根据权利要求5所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述水平导轨另一面安装有滑轨调平垫板，所述滑轨调平垫板和船体桁架进行连接，并对水平导轨进行调平；所述水平导轨安装有电缆托架，所述电缆托架通过并支撑供电及通讯线缆。
7.一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1-6任一项所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，所述方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：
9.根据权利要求7所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：
10.根据权利要求7所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，包括：传感器扫描装置和移动控制装置；
2.根据权利要求1所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器扫描装置还包括多线激光雷达，所述多线激光雷达安装固定于传感器集成控制箱顶部。
3.根据权利要求2所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器扫描装置还包括相机和imu，所述相机安装于传感器集成控制箱内部，所述相机的镜头露出传感器集成控制箱；所述imu固定在传感器集成控制箱内部，集成陀螺仪与加速度计，测量自身的三维线加速度和三维姿态角速度，获取瞬时的线位移与姿态角度，并内置gps。
4.根据权利要求3所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，多个所述传感器之间的相对位置保持固定；所述传感器集成控制箱内部包含控制单元，所述激光雷达、相机、imu通过线缆将数据传输至控制单元，并对相机和imu进行供电。
5.根据权利要求4所述的散料体积测量的多传感器融合三维点云提取装置，其特征在于，所述传感器集成控制箱内部有通信模块，将控制单元收到的传感器信息和运行算法后获得的定位信息传输至远端操控装置，传输方法是通过线缆连接或者利用无线网络传输；所述传...
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