CN113554689B - 车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents

车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质 Download PDF

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CN113554689B CN202110813801.XA CN202110813801A CN113554689B CN 113554689 B CN113554689 B CN 113554689B CN 202110813801 A CN202110813801 A CN 202110813801A CN 113554689 B CN113554689 B CN 113554689B
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Abstract

本发明公开了一种车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质，方法包括：当接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描车厢，获得当前点云数据，根据初始化参数将当前点云数据转换为第一坐标集，根据预设系数对第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集，然后针对第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集，最后根据预设系数和目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积，从而可以提高车厢载货体积的计算效率。

Description

车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质
技术领域
本发明属于车厢载货体积计算技术领域，具体涉及一种车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质。
背景技术
为了提高货车车厢的装载空间利用率，需要计算货车车厢内载货体积，再根据车厢内载货体积，确定如何布置和进一步装载。
目前市面上计算车厢内载货体积的方法主要依靠人工计算，而货物摆放是很不规则的，计算难度较大，这种计算方式非常消耗人力、时间以及金钱成本，依赖人工计算，效率比较低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质，可以提高车厢载货体积的计算效率。
本发明实施例第一方面公开一种车厢载货体积的测量方法，包括：
当接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描所述车厢，获得当前点云数据；
根据初始化参数，将所述当前点云数据转换为第一坐标集；
根据预设系数对所述第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集；
针对所述第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集；
根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积。
在其中一个实施例中，在接收所述测量指令之前，所述方法还包括：
当接收到初始化指令时，控制所述激光雷达扫描所述车厢，获得所述车厢在空箱状态下的初始点云数据；
根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得目标点云数据；
将所述坐标系的原始角度与所述目标角度的差值作为所述初始化参数。
在其中一个实施例中，所述根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积，包括：
以所述预设系数的平方乘积为单位面积；
根据所述单位面积，计算所述目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和；
将所述体积总和作为当前的车厢载货体积。
在其中一个实施例中，所述获得目标点云数据之后，所述方法还包括：
根据所述目标点云数据，计算获得所述车厢的总体积；
以及，所述根据所述预设系数和所述目标三维坐标，计算获得当前的车厢载货体积之后，所述方法还包括：
根据所述当前的车厢载货体积和所述车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
本发明实施例第二方面公开一种车厢载货体积的测量装置，包括：
扫描单元，用于在接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描所述车厢，获得当前点云数据；
转换单元，用于根据初始化参数，将所述当前点云数据转换为第一坐标集；
处理单元，用于根据预设系数对所述第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集；
获取单元，用于针对所述第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集；
第一计算单元，用于根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积。
在其中一个实施例中，车厢载货体积的测量装置还包括：
初始化单元，用于在所述扫描单元接收所述测量指令之前，在接收到初始化指令时，控制所述激光雷达扫描所述车厢，获得所述车厢在空箱状态下的初始点云数据；
调整单元，用于根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得目标点云数据；
确定单元，用于将所述坐标系的原始角度与所述目标角度的差值作为所述初始化参数
在其中一个实施例中，所述第一计算单元，具体用于以所述预设系数的平方乘积为单位面积，根据所述单位面积，计算所述目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和，将所述体积总和作为当前的车厢载货体积。
在其中一个实施例中，车厢载货体积的测量装置还包括第二计算单元，用于在所述调整单元根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系角度调整至对应的目标角度以获得目标点云数据之后，根据所述目标点云数据，计算获得所述车厢的总体积；
以及，在所述第一计算单元根据所述预设系数和所述目标坐标集计算获得当前的车厢载货体积之后，根据所述当前的车厢载货体积和所述车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
本发明实施例第三方面公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行第一方面公开的车厢载货体积的测量方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行第一方面公开的车厢载货体积的测量方法。
本发明所提供的车厢载货体积的测量方法及装置、设备、存储介质，通过将激光雷达扫描之后获得的当前点云数据，进行三维坐标转换，并按照预设系数对各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，以及针对x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，计算得到当前的车厢载货体积，可以简化数据，大大地降低计算量，从而可以提高车厢载货体积的计算效率。
附图说明
此处的附图，示出了本发明所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本发明的技术方案、原理及效果。
除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。
图1是本发明实施例公开的一种车厢载货体积的测量方法的流程图；
图2是本发明实施例公开的车厢内激光雷达的安装示意图；
图3是本发明实施例公开的车厢剖视图；
图4是本发明实施例公开的激光雷达扫描获得的车厢货物三维图；
图5是本发明实施例公开的去噪处理后的车厢货物三维图；
图6是本发明实施例公开的下采样处理后的车厢货物三维图；
图7是本发明实施例公开的一种车厢载货体积的测量装置的结构示意图。
图8是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
附图标记说明：
201、激光雷达；202、车厢；203、旋转云台；701、扫描单元；702、转换单元；703、处理单元；704、获取单元；705、第一计算单元；801、存储器；802、处理器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明的技术方案以现实的场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。
除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。
毫无疑义，与本发明的目的相违背，或者明显矛盾的技术内容或技术特征，应被排除在外。
如图1所示，本发明实施例公开一种车厢载货体积的测量方法，包括：
S1、当接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描车厢，获得当前点云数据。
本发明实施例中的执行主体可以是车厢载货体积的测量装置，或者内嵌有该车厢载货体积的测量装置的电子设备，如笔记本电脑或计算机等电子设备。
可选地，如图2至3所示，激光雷达201可以采用贴墙的方式固定在车厢202的一角，激光雷达201与旋转云台203固定连接，通过旋转云台203可以带动激光雷达201旋转，该安装方式操作简单，实用简便，可以降低施工成本。
可选地，在执行步骤S1之前，电子设备还可以接收初始化指令，对车厢进行初次测量，从而进行参数标定，在初次测量时车厢可以是空箱或非空箱。本实施例以空箱进行示例，不应认为对此造成限定。
具体地，当接收到初始化指令时，电子设备可以控制旋转云台带动激光雷达旋转扫描整个车厢，扫描结束后获得车厢在空箱状态下的初始点云数据，该初始化点云数据具体为某个坐标系下的点的数据集，该数据集的呈现形式为三维空间图，其中，点可以包含丰富的信息，包括XYZ三维坐标、颜色、分类值、强度值和时间等等。
考虑到初始点云数据的坐标系角度有可能不贴合用户的观看习惯，不利于用户观看，因此需要用户调整点云数据的坐标系X、Y、Z三个轴的角度，使得三维图更可视化。具体地，用户通过电子设备的输入装置(如键盘)输入角度参数，电子设备接收到角度参数之后，根据角度参数将点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得更可视化的目标点云数据。
其中，目标角度可以是适合用户观看的角度，其数值的具体大小可以根据由用户设定，也可以在用户感觉到合适而完成调整操作时确定，即电子设备在接收到用户输入的完成调整指令时，确定当前的角度为目标角度，并将坐标系的原始角度与目标角度的差值作为初始化参数，并保存初始化参数，以完成参数标定。
可选地，获得目标点云数据之后，电子设备还可以根据目标点云数据，计算获得车厢的总体积。
需要说明的是，针对不同车型的车厢，至少只需进行一次参数标定，即可进入测量模式。在测量模式中，电子设备在每次接收到测量指令时，都会对车厢进行扫描以及货物体积计算，由于车厢内的货物是动态变化的，每次测得的车厢载货体积货物也是实时的。
步骤S1中，测量指令可以是由开发人员预先设定的，比如，按照一定的时间间隔触发测量指令，每当接收到测量指令时，电子设备可以控制旋转云台带动激光雷达旋转扫描整个车厢，获得车厢在装货物状态下当前时刻的当前点云数据，如图4所示。
S2、根据初始化参数，将当前点云数据转换为第一坐标集。
其中，初始化参数是在对车厢进行参数标定的时候确定的，通过该初始化参数，可以将当前点云数据的坐标系的原始角度调整至目标角度，在目标角度下，最适合用户观看，然后获取位于目标角度下的当前点云数据的各个点的三维坐标，组成第一坐标集。也即，第一坐标集包括多个三维坐标，每个三维坐标包括x轴坐标、y轴坐标和z轴坐标。
可选地，考虑到当前点云数据可能还包括干扰物(即噪声数据)，那么可以在将当前点云数据的坐标系的原始角度调整至目标角度之后，通过设置范围大小将噪声数据进一步滤除，即电子设备可以根据接收到的用户输入的坐标阈值范围，将调整至目标角度的当前点云数据中不符合该坐标阈值范围内的点云数据剔除，从而可以滤除噪声数据，降低干扰，获得目标当前点云数据，该目标当前点云数据即呈现为干净的货物三维图，如图5所示，从而可以提高计算准确性。然后，再从目标当前点云数据中获取各个点的三维坐标，组成新的第一坐标集，相应地，步骤S3中则是对该新的第一坐标集中各个三维坐标进行求余取整。
S3、根据预设系数对第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集。
其中，预设系数可以是30、40或50毫米，根据预设系数对三维坐标A1(X1，Y1，Z1)进行取整转换，取整转换后的坐标值为A2(X2，Y2，Z2)。其中，X2、Y2、Z2分别是接近X1、Y1、Z1的预设系数的整除数，从而可以将比较接近的点也转换成重复的点，然后排除掉重复的点，也即对于x轴坐标值、y轴坐标值和z轴坐标值都相同的三维坐标，只保留一个，从而获得第二坐标集，其对应的点云数据如图6所示。
举例来说，假设预设系数是30毫米，点A1的三维坐标值(29，118，152)，分别获取29、118、152除以30的余数并取整，获得1、4、5，然后再以1、4、5分别乘以30，获得A2(30，120，150)。以此类推，A1(29，118，152)、B1(36，124，155)和C1(31，122，149)这三个点的三维坐标进行取整转换后都是(30，120，150)，则将B1和C1视为重复的点，保留A1并且将B1和C1剔除，剩下的三维坐标组成第二坐标集。
S4、针对第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集。
本发明实施例中，在剔除重复的三维坐标之后所获得的第二坐标集中，可能还存在一些三维坐标值部分相同的三维坐标，即x轴坐标值和y轴坐标值相同而z轴坐标值不同，对于这些三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，从而组成目标坐标集。
在步骤S4中，可以先对取整转换后的各个三维坐标进行排序，如优先以x轴坐标从大到小、其次以y轴坐标从大到小的顺序，进行排序，然后确定出三维坐标值部分相同的三维坐标，保留z轴坐标值最大的目标三维坐标。
举例来说，假设有三维坐标值部分相同的三维坐标A2(30，120，150)、D2(30，120，180)、E2(30，120，210)，这三个点视为同一维度的三个点，那么只保留z轴坐标值最大的E2为目标三维坐标。
S5、根据预设系数和目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积。
可选地，在执行步骤S5之前，还可以判断当前的基准坐标点是否为原点(原点的基准z值为0)，若是，执行步骤S5；否则，需要对目标坐标集中的目标三维坐标进行校准，也即，将目标三维坐标中的z轴坐标值减去基准坐标点的基准z值，获得校准后的目标z值。
可选地，步骤S5中，可以利用积分方式，以预设系数的平方乘积为单位面积，根据单位面积，计算目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和作为当前的车厢载货体积；或者，可以将目标坐标集中各个目标三维坐标的z轴坐标值进行求和，将z轴坐标值总和与单位面积的乘积作为当前的车厢载货体积。
比如，假设预设系数为30毫米，那么单位面积是302平方毫米，目标三维坐标是(90，150，180)，假设基准z值为40，两者相减得到目标z值为140，那么，该目标三维坐标对应的单位体积等于302*140＝126000立方毫米，以此计算方式求得所有目标三维坐标各自对应的单位体积之后，将所有单位体积的累计总和作为当前的车厢载货体积。
可选地，电子设备可以设置有RS232接口，并通过RS232接口输出当前的车厢载货体积。
可选地，执行步骤S5之后，电子设备还可以根据当前的车厢载货体积和车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
实施本发明实施例，通过将激光雷达扫描之后获得的当前点云数据，进行三维坐标转换，并按照预设系数对各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，以及针对x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，计算得到当前的车厢载货体积，可以简化数据，大大地降低计算量，从而可以提高车厢载货体积的计算效率。
如图7所示，本发明实施例公开一种车厢载货体积的测量装置，包括扫描单元701、转换单元702、处理单元703、获取单元704和第一计算单元705；
扫描单元701，用于在接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描车厢，获得当前点云数据。
转换单元702，用于根据初始化参数，将当前点云数据转换为第一坐标集。
处理单元703，用于根据预设系数对第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集。
获取单元704，用于针对第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集。
第一计算单元705，用于根据预设系数和目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积。
可选地，车厢载货体积的测量装置还可以包括以下未图示的单元：
初始化单元，用于在扫描单元接收测量指令之前，在接收到初始化指令时，控制激光雷达扫描车厢，获得车厢在空箱状态下的初始点云数据；
调整单元，用于根据用户输入的角度参数，将点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得目标点云数据；
确定单元，用于将坐标系的原始角度与目标角度的差值作为初始化参数。
可选地，车厢载货体积的测量装置，还包括第二计算单元，用于在上述调整单元根据用户输入的角度参数，将点云数据的坐标系角度调整至对应的目标角度以获得目标点云数据之后，根据目标点云数据，计算获得车厢的总体积；以及，在第一计算单元705根据预设系数和目标坐标集计算获得当前的车厢载货体积之后，根据当前的车厢载货体积和车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
可选地，上述的第一计算单元705，具体用于以预设系数的平方乘积为单位面积，根据单位面积，计算目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和，将体积总和作为当前的车厢载货体积。
如图8所示，本发明实施例公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器801以及与存储器801耦合的处理器802；
其中，处理器802调用存储器801中存储的可执行程序代码，执行上述各实施例中描述的车厢载货体积的测量方法。
本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，该计算机程序使得计算机执行上述各实施例中描述的车厢载货体积的测量方法。
以上实施例的目的，是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本发明的保护范围。
以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.车厢载货体积的测量方法，其特征在于，包括：
当接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描所述车厢，获得当前点云数据；
根据初始化参数，将所述当前点云数据转换为第一坐标集；
根据预设系数对所述第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集；
针对所述第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集；
根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积；
其中，所述根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积，包括：
以所述预设系数的平方乘积为单位面积；
根据所述单位面积，计算所述目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和；将所述体积总和作为当前的车厢载货体积；
或者，将所述目标坐标集中各个目标三维坐标的z轴坐标值进行求和，将z轴坐标值总和与所述单位面积的乘积作为当前的车厢载货体积。
2.如权利要求1所述的车厢载货体积的测量方法，其特征在于，在接收所述测量指令之前，所述方法还包括：
当接收到初始化指令时，控制所述激光雷达扫描所述车厢，获得所述车厢在空箱状态下的初始点云数据；
根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得目标点云数据；
将所述坐标系的原始角度与所述目标角度的差值作为所述初始化参数。
3.如权利要求2所述的车厢载货体积的测量方法，其特征在于，所述获得目标点云数据之后，所述方法还包括：
根据所述目标点云数据，计算获得所述车厢的总体积；
以及，所述根据所述预设系数和所述目标三维坐标，计算获得当前的车厢载货体积之后，所述方法还包括：
根据所述当前的车厢载货体积和所述车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
4.车厢载货体积的测量装置，其特征在于，包括：
扫描单元，用于在接收到测量指令时，控制设置在车厢内的激光雷达扫描所述车厢，获得当前点云数据；
转换单元，用于根据初始化参数，将所述当前点云数据转换为第一坐标集；
处理单元，用于根据预设系数对所述第一坐标集中各个三维坐标进行取整转换，然后剔除重复的三维坐标，获得第二坐标集；
获取单元，用于针对所述第二坐标集中x轴坐标值相同、y轴坐标值相同的三维坐标，只保留z轴坐标值最大的目标三维坐标，获得目标坐标集；
第一计算单元，用于根据所述预设系数和所述目标坐标集，计算获得当前的车厢载货体积；
其中，所述第一计算单元，具体用于以所述预设系数的平方乘积为单位面积，根据所述单位面积，计算所述目标坐标集中各个目标三维坐标对应的单位体积，并累计求和获得体积总和，将所述体积总和作为当前的车厢载货体积；或者，将所述目标坐标集中各个目标三维坐标的z轴坐标值进行求和，将z轴坐标值总和与所述单位面积的乘积作为当前的车厢载货体积。
5.如权利要求4所述的车厢载货体积的测量装置，其特征在于，还包括：
初始化单元，用于在所述扫描单元接收所述测量指令之前，在接收到初始化指令时，控制所述激光雷达扫描所述车厢，获得所述车厢在空箱状态下的初始点云数据；
调整单元，用于根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系的原始角度调整至对应的目标角度，以获得目标点云数据；
确定单元，用于将所述坐标系的原始角度与所述目标角度的差值作为所述初始化参数。
6.如权利要求5所述的车厢载货体积的测量装置，其特征在于，还包括第二计算单元，用于在所述调整单元根据用户输入的角度参数，将所述点云数据的坐标系角度调整至对应的目标角度以获得目标点云数据之后，根据所述目标点云数据，计算获得所述车厢的总体积；
以及，在所述第一计算单元根据所述预设系数和所述目标坐标集计算获得当前的车厢载货体积之后，根据所述当前的车厢载货体积和所述车厢的总体积，计算获得当前的车厢满载率。
7.电子设备，其特征在于，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行权利要求1至3任一项所述的车厢载货体积的测量方法。
8.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1至3任一项所述的车厢载货体积的测量方法。
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