CN110955981B - 一种装车现场建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装车现场建模方法，包括以下步骤：1)利用扫描系统对装车现场进行三维扫描，实时生成扫描数据；2)利用处理系统将扫描数据转换为线状点云数据，将线状点云数据存储为一个以上数据结构格式的二维数组，将每一数据结构格式的二维数组转换为JSON格式的二维数组，并存储进数据库；3)利用建模系统将每一JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组，将一个以上对象格式的二维数组整合为一总坐标点二维数组，循环读取总坐标点二维数组中的数据，并依次渲染到空间元素中。本发明的扫描和处理速度快，所建模型精确度高，有效提高了装车现场三维建模的效率，可有效提高装车现场自动化水平、装车效率以及作业质量。

Description

一种装车现场建模方法

技术领域

本发明总体而言涉及装车现场建模领域，具体而言，涉及一种装车现场建模方法。

背景技术

目前的物流自动装车过程中，装车设备和装车现场环境复杂多变，需要对装车现场进行测绘建模，以实现装车流程的自动化控制，然而传统的装车现场测绘方式主要为逐一单点采集，测绘效率和测绘精确度非常低，建模过程耗时漫长，所建模型准确性差，无法满足自动化装车现场的要求。

因此，业界亟需一种高效率且高准确度的装车现场建模方法。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种高效率且高准确度的装车现场建模方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种装车现场建模方法，包括以下步骤：

1)利用扫描系统对装车现场进行三维扫描，实时生成扫描数据；

2)利用处理系统将所述扫描数据转换为线状点云数据，将所述线状点云数据存储为一个以上数据结构格式的二维数组，将每一所述数据结构格式的二维数组转换为JSON格式的二维数组，并存储进数据库；

3)利用建模系统将每一所述JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组，将一个以上所述对象格式的二维数组整合为一总坐标点二维数组，循环读取所述总坐标点二维数组中的数据，并依次渲染到空间元素中。

根据本发明的一实施方式，所述扫描系统包括三维激光扫描仪和扫描旋转装置，所述扫描旋转装置用于带动所述三维激光扫描仪旋转。

根据本发明的一实施方式，步骤1)还包括：在进行三维扫描之前设置扫描参数，所述扫描参数包括所述扫描旋转装置的旋转起始角度、旋转终止角度和旋转速度。

根据本发明的一实施方式，步骤1)还包括：在设置扫描参数之前，待装车辆进入装车现场的指定等待区。

根据本发明的一实施方式，在所述数据结构格式的二维数组中，每一数组元素为一数据结构对象。

根据本发明的一实施方式，步骤3)还包括：在将每一所述JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组之前，利用建模系统从所述数据库中异步获取所述JSON格式的二维数组。

根据本发明的一实施方式，步骤3)中，所述将一个以上所述对象格式的二维数组整合为一总坐标点二维数组，具体包括：对一个以上所述对象格式的二维数组进行循环二次处理，整合得到所述总坐标点二维数组。

根据本发明的一实施方式，所述循环二次处理包括：对每一所述对象格式的二维数组中的每一数组元素进行分割提取，得到一组独立坐标数据，将所述一组独立坐标数据整合到一个二维数组中，得到所述总坐标点二维数组。

根据本发明的一实施方式，所述空间元素用于为所述总坐标点二维数组中的数据提供显示背景。

由上述技术方案可知，本发明的装车现场建模方法的优点和积极效果在于：

本发明中，扫描系统对装车现场进行三维扫描生成扫描数据，进而处理为JSON格式的二维数组，建模系统将每一JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组后整合为一总坐标点二维数组，对其循环读取并依次渲染到空间元素中，扫描和处理速度快，所建模型精确度高，有效提高了装车现场三维建模的效率，可有效提高装车现场自动化水平、装车效率以及作业质量，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例装车现场建模方法的步骤示意图。

图2为本发明一实施例装车现场建模方法的装车现场三维模型一示意图。

图3为本发明一实施例装车现场建模方法的装车现场三维模型另一示意图。

图4为本发明一实施例装车现场建模方法的装车现场三维模型又一示意图。

图5为本发明一实施例装车现场建模方法的装车现场三维模型再一示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本发明的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

图1为本发明一实施例装车现场建模方法的步骤示意图。

如图1所示，该实施例的装车现场建模方法，包括以下步骤：1)利用扫描系统对装车现场进行三维扫描，实时生成扫描数据；2)利用处理系统将扫描数据转换为线状点云数据，将线状点云数据存储为一个以上数据结构格式的二维数组，将每一数据结构格式的二维数组转换为JSON格式的二维数组，并存储进数据库；3)利用建模系统将每一JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组，将一个以上对象格式的二维数组整合为一总坐标点二维数组，循环读取总坐标点二维数组中的数据，并依次渲染到空间元素中。

该实施例中，步骤1)具体包括：待装车辆按照指示进入装车现场的指定等待区并停驻，指示可以是来自装车现场总控系统的指令，也可以是来自装车现场工作人员的指示；进而，对扫描系统进行扫描参数设置，其中，扫描系统包括三维激光扫描仪、扫描旋转装置和扫描控制装置，三维激光扫描仪安装于扫描旋转装置上，扫描旋转装置用于带动三维激光扫描仪旋转，扫描旋转装置可以是由电机驱动的旋转机构，例如扫描云台，扫描旋转装置与扫描控制装置电信号控制相连，扫描控制装置可以是工业控制器，可在扫描控制装置上设置扫描旋转装置的旋转开始角度、旋转结束角度、旋转速度和扫描模式等扫描参数，扫描模式可包括单次扫描和连续往复扫描。

进而，装车现场总控系统检测到待装车辆已进入装车现场的指定等待区并停驻后，即向扫描控制装置发送开始扫描信号，扫描控制装置则控制扫描旋转装置带动三维激光扫描仪对装车现场进行精确三维扫描，进而实时生成扫描数据，扫描数据为字符串格式的报文数据，进而将扫描数据实时传输至处理系统。

该实施例中，扫描系统每秒可获取n组数据，n可以是10、15、25或者其他适宜数值，优选n＝25，每组数据内包含数千乃至数万个点，每个点具有对应的距离信息、角度信息、时间信息、颜色信息、物体反射率信息等，时间信息即获取到该点时的时间(精确到毫秒)，这些信息以字符串格式存在于扫描数据中；在单次扫描(扫描开始至扫描结束)所用时长m秒内，扫描系统获取的所有m*n组数据形成了该单次扫描总体的扫描数据。

该实施例中，步骤2)具体包括：处理系统在接收到的字符串格式的扫描数据中按照协议查找到各个点的距离信息和时间信息等信息，进而通过转换函数将其换为线状点云数据，线状点云数据为带直线函数的浮点型数据；进而，将线状点云数据存储为m*n个数据结构格式的二维数组，该m*n个数据结构格式的二维数组与前述的m*n组数据一一对应，在数据结构格式的二维数组中，每一数组元素为一数据结构对象，每个数据结构对象包含有x、y、z三个维度的坐标值信息。

进而，将每一数据结构格式的二维数组转换为JSON格式的二维数组，JSON即JS对象简谱，JSON格式的二维数组易于读写、解析和生成，能够有效提高数据处理速度；进而，将每一JSON格式的二维数组存储进数据库的扫描坐标点表中，同时，将该单次扫描对应的自定义扫描名称等其他信息存储进数据库的扫描实时表中。

该实施例中，步骤3)具体包括：建模系统通过前端AJAX技术从数据库的扫描实时表中异步获取当前最新存储的扫描名称，该扫描名称即对应该单次扫描；进而，通过前端AJAX技术，根据获取到的该扫描名称从数据库的扫描坐标点表中异步获取该单次扫描对应的m*n个JSON格式的二维数组。前端AJAX技术异步获取，可在不重新加载窗口或页面的情况下加载新的数据，实现实时响应和页面仅部分数据更新。

进而，将每一JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组，进而，通过前端JS封装的函数对m*n个对象格式的二维数组进行循环二次处理，即对每一对象格式的二维数组中的每一数组元素所含信息进行分割提取坐标值信息，汇总所有数组元素分割提取的坐标值信息得到一组独立坐标数据，将该一组独立坐标数据整合到一个二维数组中，即得到总坐标点二维数组。

进而，将总坐标点二维数组随同展示模型的空间元素传输至三维模型显示函数，三维模型显示函数对接收到的总坐标点二维数组中的数据进行循环读取，并依次渲染到展示模型的空间元素中，空间元素即盒子元素，用于为总坐标点二维数组中的数据提供显示背景，从而得到如图2至图5所示的装车现场的三维模型。

本发明中，扫描系统对装车现场进行三维扫描生成扫描数据，进而处理为JSON格式的二维数组，建模系统将每一JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组后整合为一总坐标点二维数组，对其循环读取并依次渲染到空间元素中，扫描和处理速度快，所建模型精确度高，有效提高了装车现场三维建模的效率，可有效提高装车现场自动化水平、装车效率以及作业质量，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本发明所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种装车现场建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用扫描系统对装车现场进行三维扫描，实时生成扫描数据；

2)利用处理系统将所述扫描数据转换为线状点云数据，将所述线状点云数据存储为一个以上数据结构格式的二维数组，将每一所述数据结构格式的二维数组转换为JSON格式的二维数组，并存储进数据库；

3)利用建模系统将每一所述JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组，对每一对象格式的二维数组中的每一数组元素所含信息进行分割提取坐标值信息，汇总所有数组元素分割提取的坐标值信息得到一组独立坐标数据，将该一组独立坐标数据整合到一个二维数组中，得到总坐标点二维数组，循环读取所述总坐标点二维数组中的数据，并依次渲染到空间元素中。

2.如权利要求1所述的装车现场建模方法，其特征在于，所述扫描系统包括三维激光扫描仪和扫描旋转装置，所述扫描旋转装置用于带动所述三维激光扫描仪旋转。

3.如权利要求2所述的装车现场建模方法，其特征在于，步骤1)还包括：在进行三维扫描之前设置扫描参数，所述扫描参数包括所述扫描旋转装置的旋转起始角度、旋转终止角度和旋转速度。

4.如权利要求3所述的装车现场建模方法，其特征在于，步骤1)还包括：在设置扫描参数之前，待装车辆进入装车现场的指定等待区。

5.如权利要求1所述的装车现场建模方法，其特征在于，在所述数据结构格式的二维数组中，每一数组元素为一数据结构对象。

6.如权利要求1所述的装车现场建模方法，其特征在于，步骤3)还包括：在将每一所述JSON格式的二维数组转换为对象格式的二维数组之前，利用建模系统从所述数据库中异步获取所述JSON格式的二维数组。

7.如权利要求1-6任一所述的装车现场建模方法，其特征在于，所述空间元素用于为所述总坐标点二维数组中的数据提供显示背景。