一种基于激光雷达的库位检测方法与系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115308709A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202210930142.2(22)申请日2022.08.03(71)申请人浙江中力机械股份有限公司地址313300浙江省湖州市安吉县灵峰街道霞泉村(72)发明人杨松超刘义张昆帆朱永丰(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200专利代理师刘静(51)Int.Cl.G01S7/48(2006.01)G01S17/89(2020.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于激光雷达的库位检测方法与系统(57)摘要本发明公开了一种基于激光雷达的库位检测方法与系统，通过将库位区域分成多列形成库位列，进行后续的点云过滤和库位识别，从而使车辆完成取货或者卸货；本发明基于列管理的思想进行取卸货，即取货阶段：从列首到列尾依次取货，卸货阶段：从列尾到列首依次卸货。该方法不仅不受光线影响，而且还能识别库位中正在作业的行人或车辆等其它异常障碍物。本系统复用AMR车身的激光雷达，无需改造现有仓库，通过使用本发明，能够大大提高货物的搬运效率与能够有效杜绝安全事故的发生。CN115308709ACN115308709A权利要求书1/2页1.一种基于激光雷达的库位检测方法，其特征在于，该方法步骤如下：步骤1：接收外部依赖信息，包括激光雷达点云、库位列信息、取卸货指令；所有数据接收完成后进行步骤2；步骤2：根据接收的库位列信息生成车辆坐标系和多个库位列；步骤3：对激光雷达点云进行过滤，包含边界点云过滤、自车点云过滤、地面点云过滤和离散点云过滤；步骤4：设定异常高度阈值，检测到列内有高于异常高度阈值的点云，则判断为列内有异常障碍物，将当前列信息发送给调度系统并进行播报，检测到列内没有高于异常高度阈值的点云，则进行步骤5；步骤5：当车辆到达发送列信息位置D时，进行置信度判断，设置列可用置信度M；取货阶段，如果当前列的置信度大于可用置信度M，当前库位列可用，将列信息发送给调度信息，车辆到当前列进行取货；卸货阶段，当前列的置信度小于可用置信度M，当前库位列可用，将列信息发送给调度信息，车辆到当前列进行卸货；步骤6：如果当前列不可用，则进入下一列并返回步骤3，直到车辆与最后一列的列首距离小于D时，车辆到达最后一列；如果最后一列可用，车辆到最后一列取货或卸货，如果最后一列不可用，取货阶段，发送返回待命点信号，车辆返回待命点；卸货阶段，车辆停在最后一列附近，并播放语音，提示人工移除货物，当工作人员移除库位中货物时，发送可用列信息，进行卸货。2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的库位检测方法，其特征在于，所述接收的库位列信息包含列个数、列起点、列终点、货物宽度w和长度h、取卸货指令信息，根据这些信息生成的车辆坐标系为沿车头向前为y轴，与车头方向的切向方向向右为x轴。3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的库位检测方法，其特征在于，所述步骤2具体为：取货阶段：设列起点A(x0，y0)，列终点B(x1，y1)，终点到起点的单位向量v(x，y)，v的两个法向量分别为v1(‑y，x)、v2(y，‑x)，列宽w，形成的库位列为四边形，库位列A0A1B1B0的四个顶点分别为：A0.x＝x0+(‑y*w/2)A0.y＝y0+(x*w/2)A1.x＝x0+(y*w/2)A1.y＝x1+(‑x*w/2)B0.x＝x0+(‑y*w/2)B0.y＝y0+(x*w/2)B1.x＝x0+(y*w/2)B1.y＝x1+(‑x*w/2)卸货阶段：卸货阶段只看列首是否有货；因此检测区域的起点为列起点A(x0，y0)，检测区域的终点到起点的距离为一个货物的长度h，即终点B(x1，y1)，终点到起点的单位向量v(x，y)，v的两个法向量分别为v1(‑y，x)、v2(y，‑x)，列宽w，形成的库位列四边形，库位列四边形为＝A0A1B1B0的四个顶点分别为：x1＝x0+(‑x*h)y1＝y0+(‑y*h)A0.x＝x0+(‑y*w/2)A0.y＝y0+(x*w/2)A1.x＝x0+(y*w/2)A1.y＝x1+(‑x*w/2)B0.x＝x0+(‑y*w/2)B0.y＝y0+(x*w/2)B1.x＝x0+(y*w/2)B1.y＝x1+(‑x*w/2)。2CN115308709A权利要求书2/2页4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的库位检测方法，其特征在于，所述点云过滤模块包含边界过滤、自车过滤、地面过滤、离散点过滤；所述边界点云过滤为过滤边界以外的点云，边界的设置要能够覆盖到库位区域；所述自车点云过滤为过滤掉打在自车身上的点云；所述地面点云过滤为过滤掉打在地面上的点云，所述离散点过滤为以任意点P为圆心，r为半径，假如剩余点到点P的距离小于r