一种基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，包括：步骤（1），采用三维激光雷达扫描系统扫描目标区域，采集到的点云数据存储到原始数据表；步骤（2），将原始数据表转换到行列映射的高度表中；步骤（3），在高度表中查找各点邻域半径内高度值近似相等的近邻点数，设参数阈值过滤掉离群点；步骤（4），在高度表中按行查找高度连续相等和近似相等的段，找到各行高度段的首、尾边界点和点数存储；在高度表中按列查找高度连续相等和近似相等的段，找到各列高度段的首、尾边界点及点数存储；步骤（5），把行或列查找的各高度段按高度相等或近似相等的原则进行均值合并且从小到大排序存储；步骤（6），依据排序过的高度把各高度层在高度表中连续区域内的首、尾行边界，首、尾列边界及层区域行数、列数和点数查找出来存储；步骤（7），根据高度层区域最小行数、最小列数、最小点数作为条件阈值过滤掉不符合要求的高度层，保留兴趣层；整理兴趣层轮廓边界点，并对兴趣层轮廓进行平滑处理；步骤（8），把经平滑处理兴趣层轮廓呈矩形类平面的四个有效顶点在高度表中的行列坐标系中查找出来，根据行列坐标对应原始数据表中的点进行xyz坐标系投影计算，得到这四个点的三维坐标值；步骤（9），根据兴趣高度层四个顶点的xyz坐标和计算出正、斜放识别体的长宽高及上表面的中点坐标及放置角度θ；步骤（10），在兴趣高度层轮廓区域内，等间距选取n行或列查找出有效边界点，确定该点在高度表中的行列坐标，映射到原始数据表中对应的点进行xyz坐标投影计算，求这n行或列边界点xyz坐标的平均值，算出该高度层边界的中点坐标值，之后进行输出。2.根据权利要求1所述的基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，步骤（1）中，三维激光雷达扫描系统包括云台和安装在云台上的二维激光扫描仪；云台安装在行车上；每个云台旋转角度分辨率采集一组激光扫描仪的点云数据，作为表的一行存储；即表中的行表征云台旋转角度系数维度，表中的列表征激光扫描角度系数维度，表中的数值表征激光点射程距离维度。3.根据权利要求1所述的基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，步骤（2）中，将原始数据表中的每个点做xyz坐标系投影计算，然后对原始数值、云台旋转角度α、激光扫描角度β、x、y、z轴坐标值进行阈值滤波，过滤掉不匹配的点，把留下的点z值存储到高度表行列映射位置上。4.根据权利要求1所述的基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，步骤（3）中，按行或列遍历高度表过滤掉行或列中高度渐变或跳变的点，保留连续相等及高度误差系数内的近似相等的点；再在高度表中查找各点邻域半径内高度值近似相等的近邻点数，设参数阈值过滤掉离群点。5.根据权利要求1所述的基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，步骤（4）中，行高度段中最小连续点数和最大不连续点数作为条件阈值进行滤波；列高度段中最小连续点数和最大不连续点数作为条件阈值进行滤波。
6.根据权利要求1所述的基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法，其特征在于，步骤（9）中，识别物为型材或棒材捆，计算时按照长方体来进行计算。7.一种基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算系统，其特征在于，包括安装在行车上的三维激光雷达扫描系统、plc模块、控制模块、电源模块和远端人机界面；电源模块为控制模块供电；plc模块与远端人机界面进行通讯；plc模块还用于控制控制模块的工作；控制模块用于控制三维激光雷达扫描系统的工作；三维激光雷达扫描系统将采集到的数据传输至控制模块中；控制模块包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法的步骤。

技术总结
本发明涉及一种基于类平面多高度层轮廓识别及坐标计算方法及系统，属于钢铁厂型材或棒材码堆无人驾驶行车技术领域。本发明采集三维激光雷达扫描系统的点云数据存储到原始数据表中，然后转换成行列映射的高度表，在高度表中行或列查找，把找到的高度进行合并排序，依据排序后的高度进行层轮廓识别和层区域特征分析，获得类矩形兴趣层顶点、中点或层边界中点在高度表中的行列坐标，以该坐标映射原始数据表的点进行xyz坐标投影计算，最终得到兴趣层中点和层边界中点的坐标；通过网络把这些位置坐标传送给其他设备。本发明解决了型材或棒材捆及其堆垛的位置坐标计算问题，系统结构新颖，使用方便，易于推广应用。易于推广应用。易于推广应用。


技术研发人员：皮坤 尹业华 尹雷 董朝云 沈志彦
受保护的技术使用者：云南昆钢电子信息科技有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021/11/23