[发明专利]一种粮仓粮食体积测量系统

说明书

本发明涉及一种粮仓粮食体积测量系统，包括：第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备安装在粮仓内部上方两端对角线位置处，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端处于同一个局域网内，且计算终端与第一激光雷达设备、第二激光雷达设备通信连接；由于本发明在测量和计算过程中使用了第一IMU数据、第二IMU数据，在计算第一旋转矩阵、第二旋转矩阵后，将第一点云数据、第二点云数据中的任意点，由第一旋转矩阵、第二旋转矩转换为粮仓整体坐标系，相对于一维线性扫描精度更高，误差更小，能更准确的计算出粮仓体积。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种粮仓粮食体积测量系统。

背景技术

激光雷达英文全称为Light Detection And Ranging，简称LiDAR，即光探测与测量，是一种集激光、全球定位系统(GPS)和IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)三种技术于一身的系统，用于获得数据并生成精确的DEM(数字高程模型)。这三种技术的结合，可以高度准确地定位激光束打在物体上的光斑，测距精度可达厘米级。基于此优点，激光雷达广泛使用在三维重建，车路协同等应用场景。

目前粮仓已经广泛使用了物联网技术，例如使用多层网格部署的温度传感器实时监控粮仓温度，使用高清摄像头监控粮仓画面。目前也存在使用摄像头或者红外线检测粮仓粮食体积的方法，但是这些方法都是通过采集粮仓边缘数个点高度，近似粮仓为平整状态，精度较低，且需要在粮仓内安装导轨，安装流程复杂。

又如申请号为“CN201210224186.X”的发明专利公开了一种基于动态三维激光扫描的大型不规则散粮堆体积测量方法，其具体步骤如下：首先在粮仓顶部中间位置，沿宽度方向布置导轨；导轨上设有步进电机控制的滑块，激光雷达扫描仪安装在滑块上；滑块从粮仓顶部一端匀速移动至另一端，滑块带动激光雷达扫描仪完成整个散粮堆表面的扫描；激光雷达装置为一维扫描装置，实现线扫描并返回坐标数据；主控制电脑用于给步进电机发射脉冲，对信号进行处理；主控制电脑得到散粮堆表面的点云数据，根据用户对粮堆测量所允许的误差值，确定用以计算体积的被扫描点的分布密度，根据用户提供粮食密度，计算散粮堆重量。该专利方案较为复杂，需要用到导轨，同时计算精度较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有粮仓体积测量精度较差的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种粮仓粮食体积测量系统，包括：

第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备安装在粮仓内部上方两端对角线位置处，所述第一激光雷达设备、第二激光雷达设备、计算终端处于同一个局域网内，且计算终端与第一激光雷达设备、第二激光雷达设备通信连接；

第一激光雷达设备采集第一IMU数据、第一位置数据、第一点云数据，第二激光雷达设备采集第二IMU数据、第二位置数据、第二点云数据；

计算终端接收第一IMU数据、第二IMU数据，并分别计算第一IMU数据、第二IMU数据得到对应的第一旋转矩阵、第二旋转矩阵。

计算终端获取第一激光雷达设备、第二激光雷达设备分别采集的第一位置数据与第一点云数据、第二位置数据与第二点云数据，并通过第一旋转矩阵、第一位置数据、第一点云数据获取相对于粮仓的第一坐标P1’，通过第二旋转矩阵、第二位置数据与第二点云数据获取相对于粮仓的第二坐标P2’；

计算终端判断第一坐标P1’、第二坐标P2’是否位于粮仓内，将处于粮仓外的坐标排除，并将第一点云数据、第二点云数据中的噪点数据删除，剩余的第一坐标P1’、第二坐标P2’合并配准生成粮食模拟图；

计算终端将粮食模拟图划分成若干个网格，对所有网格体积求和，得到粮仓所有粮食的体积。