[发明专利]用于港口无人集卡的激光雷达辅助集装箱对位方法

说明书

本发明公开了用于港口无人集卡的激光雷达辅助集装箱对位方法，包括以下步骤：获取激光雷达点云数据，提取检测区域点云；通过直线检测算法拟合检测区域点云内的所有直线；遍历所有直线，提取车载集装箱边沿与激光原点正方向垂直的直线，计算出激光原点到车载集装箱的距离，遍历所有直线，提取落地集装箱的外侧顶点与激光原点正方向垂直的直线，计算出激光原点与落地集装箱的距离，从而计算出车载集装箱与落地集装箱的对位差值。与传统的UWB定位，其对位精度在5cm以内适应于港口的容许误差，对位精度高，车载集装箱与落地集装箱摆放对齐以便于港口吊具快速抓取装卸集装箱，提高港口的装卸效率。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，尤其是涉及一种用于港口无人集卡的激光雷达辅助集装箱对位方法。

背景技术

智慧港口是现代港口发展的必然趋势，其主要宗旨是充分借助物联网、传感网、云计算、决策分析优化等技术手段，通过预测感知、广泛连接、深度计算各港口供应链系统核心的关键信息，实现港口供应链上的各种资源和各个参与方之间无缝连接与协调联动，从而对港口管理做出及时响应，形成信息化、智能化和最优化的现代港口应用。智慧港口的实现，需要通过各类信息通信技术、传感定位技术将港口码头信息、物流装备、堆场仓储作业、货物运输等物流信息进行采集并有效处理、整合和数据挖掘。

在港口环境下，无人集卡停位时需要对齐车载集装箱与落地集装箱，以便于将集装箱摆放整齐。

UWB(Ultra Wideban)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB早期主要应用在近距离高速数据传输，近年来国内外开始利用其亚纳秒级窄脉冲来做近距离精确室内定位。但是，UWB受金属遮挡物体的影响十分严重，甚至可能会失效，需要在开阔条件下才能达到10cm的测距精度，但是，在港口环境相对复杂，经常存在金属集装箱，并且车体等物体会存在遮挡现象，这对于UWB的影响非常大，无法保证开阔条件，且易受到金属遮挡物体的影响，难以达到10cm的测距精度，另外，港口环境的集装箱对位的容许误差在5cm以内，UWB难以适应港口环境的集装箱对位。

因此，基于上述技术问题，为了适应港口场景下，自动驾驶车辆的快速准确定位定向，亟需研发出一种新的应用于港口无人集卡的辅助集装箱对位方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、对位精度高的用于港口无人集卡的激光雷达辅助集装箱对位方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于港口无人集卡的激光雷达辅助集装箱对位方法，包括以下步骤：

S1.安装在无人集卡上的激光雷达获取所述无人集卡周边环境的激光点云，根据无人集卡的车头与车载集装箱、落地集装箱的位置，提取所述激光点云中的检测区域点云；

S2.将所述步骤S1的检测区域点云分割为车载集装箱区域点云和落地集装箱区域点云；

S3.提取所述检测区域点云内的激光点，通过直线检测算法拟合出所述检测区域点云内的所有直线；

S4.遍历所述步骤S3的所有直线，提取出所述车载集装箱区域点云内与激光原点正方向相垂直的直线，计算激光原点到该直线的垂直距离，得到激光原点到车载集装箱的距离D1；

S5.遍历所述步骤S3的所有直线，提取出所述落地集装箱区域点云内两条相互垂直且直线的端点相交于直角点的垂线，且两条所述垂线的直角开口远离激光原点，计算激光原点到与激光原点正方向相垂直的直线的垂直距离，得到激光原点到落地集装箱的距离D2；

S6.通过所述步骤S4的激光到车载集装箱的距离D1与所述步骤S5的激光到落地集装箱的距离D2的差值，计算出所述无人集卡车头距离车载集装箱与落地集装箱的距离差值D，由如下公式计算：

D＝D1-D2；