CN114228411A - 连接控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种连接控制方法、装置、设备及存储介质，其中，方法包括：通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；提取与第二物体上的对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云；根据第一候选激光点云的分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云；在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点，并根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，以实现第一物体和第二物体的连接。由此，基于激光点云实现对对接结构上的连接位置的精准定位，进而，基于定位的连接位置实现第一物体和第二物体的自动连接，不受限于对接结构的摆放位置，实现了物体之间连接自动化，且提升了物体之间的连接效率和精确率。

Description

连接控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本公开涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种连接控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

基于计算机技术的自动化应用，由于可以提高生产和生活效率等，因此，近年来备注关注。比如，在生产线上为了提高运输效率，实现车辆和拖车的自动连接，成为生产运输的主要需求之一。

相关技术中，为了实现物体之间的自动连接，需要人工将其中一个物体的对接结构摆放至预先标定的固定位置，进而，根据高精度地图识别预先标定的固定位置后，根据该固定位置规划出另一个物体的移动路径后，控制另一个物体根据该移动路径移动到该固定位置实现物体之间的连接。

然而，上述物体之间连接方式，不但需要人工摆放对接结构，物体之间连接的人力成本较高，而且对物体的摆放精度要求很高，稍有偏差就会导致物体之间的对接失败，因此，物体之间的连接的准确率也不高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种连接控制方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中物体连接人工成本高，以及物体之间连接准确率难以保证的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种连接控制方法，包括以下步骤：通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；获取所述第一候选激光点云的分辨率，并根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点，并根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

第二方面，本公开实施例提供了一种连接控制装置，包括：第一获取模块，用于通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；提取模块，用于提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；第二获取模块，用于获取所述第一候选激光点云的分辨率；第三获取模块，用于根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；确定模块，用于在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点；连接控制模块，用于根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述第一方面实施例所述的连接控制方法。

第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述第一方面实施例所述的连接控制方法。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云，进而，提取第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，对接结构位于第二物体上，获取第一候选激光点云的分辨率，并根据分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云，在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点，并根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，以实现第一物体和第二物体的连接。由此，基于激光点云实现对对接结构上的连接位置的精准定位，进而，基于定位的连接位置实现第一物体和第二物体的自动连接，不受限于对接结构的摆放位置，实现了物体之间连接自动化，且提升了物体之间的连接效率和精确率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开实施例提出的一种连接控制方法的流程图；

图2是根据本公开实施例提出的一种激光雷达组件的设置场景示意图；

图3是根据本公开实施例提出的一种拖车的结构示意图；

图4是根据本公开实施例提出的一种拖车和车辆的连接场景示意图；

图5是根据本公开实施例提出的一种感兴趣区域的示意图；

图6是根据本公开实施例提出的另一种感兴趣区域的示意图；

图7是根据本公开实施例提出的另一种拖车和车辆的连接场景示意图；

图8是根据本公开实施例提出的另一种连接控制方法的流程图；

图9是根据本公开实施例提出的另一种连接控制方法的流程图；

图10(a)是根据本公开实施例提出的另一种连接控制方法的流程图；

图10(b)是根据本公开实施例提出的另一种连接控制方法的流程图；

图11是根据本公开一个实施例的连接控制装置的结构示意图；

图12是根据本公开一个实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

为了解决物体之间连接时人工成本较大，以及连接成功率难以保证的问题，本公开实施例提出了一种结合激光点云数据进行物体之间自动连接的方法，该方法不受到对接结构摆放位置的影响，可以基于激光点云精确识别物体上对接结构的连接位置，进而，基于该连接位置的精确定位控制物体之间的自动连接，无需人工摆放对接结构，降低了人工成本，提升了物体之间的连接成功率。

下面参照附图和实施例描述本公开实施例的连接控制方法。该连接控制方法可以应用在任意需要连接其他物体的物体中。其中，本公开的第一物体和第二物体可以为任意在较大空间中需要自动连接的物体，比如，第一物体和第二物体，可以分别为在生产环境中自动连接的车辆和拖车；比如，第一物体和第二物体，可以分别为在自动充电环境下自动连接的车辆和充电桩；比如，第一物体和第二物体可以分别为在自动加油环境下自动连接的车辆和加油泵等。

为了说明的方便，本公开的后续实施例中均以第一物体和第二物体为车辆和拖车为例进行实施例的举例说明。

图1是根据本公开实施例提出的一种连接控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云。

在本实施例中，第一物体上包括激光雷达组件，该激光雷达组件可以为16线激光雷达，也可以为32线激光雷达等，为了便于采集到第二物体的有关激光点云，如图2所示，该激光雷达组件可以设置在第一物体的前端等，以便于在接近第二物体时可以采集到前方的激光点云。

在本实施例中，通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云，该第一初始激光点云中的每一个点都包含了三维坐标信息，也是我们常说的X、Y、Z三个元素，第一初始激光点云中包括发射的激光信号被第二物体反射后得到的激光点云，因此，可以基于第一初始激光点云来感知第二物体的相关位置。

步骤102，提取第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，对接结构位于第二物体上。

其中，本实施例中，对接结构是第二物体上与第一物体连接的结构，该对接结构在不同的应用场景中，材质、形状等均可以不同，第一物体通过与该对接结构的对接，实现第一物体和第二物体之间的连接。比如，该对接结构可以是拖车上，与拖斗连接的拖把环。

可以理解的是，第一物体和第二物体的连接是通过位于第二物体上的对接结构实现的，比如，当第二物体为拖车，第二物体为车辆时，则如图3所示，位于拖车的对接结构可以包括拖把环，该拖把环通过拖把与拖斗连接，其中，车辆和拖车连接时，通过如图4所示的车辆上的自动脱挂钩装置和拖把环的连接实现。

因此，为了实现第一物体和第二物体的连接，首先需要定位出对接结构，在本实施例中，确定对接结构所位于的感兴趣区域，为了确保感兴趣区域覆盖对接结构，感兴趣区域为三维空间区域，三维空间区域的每个维度的区域边界长度，均大于对接结构在对应维度的长度，比如，如图5所示，当对接结构为拖把环时，感兴趣区域在每个维度的区域边界长度，均大于拖把环在对应维度的长度，从而保证基于感兴趣区域对应的激光点云可以识别到对接结构。

其中，在一些可能的实施例中，可获取对接结构的轮廓信息，基于第一初始激光点云确定与该轮廓信息匹配的激光点云，确定包围该激光点云的区域为感兴趣区域等。

或者，在另一些可能的实施例中，可以根据对接结构在第二物体上的有关连接面划定感兴趣区域。比如，如图6所示，可以基于第一初始激光点云确定拖把所在的拖斗的前面板，即可以根据预先设置的拖斗前面板的形状约束，以及第一初始激光点云对应的激光点的坐标分布，寻找到靠近第一物体的平面区域为拖斗前面板，进而，在该拖斗前面板之前确定感兴趣区域，比如，获取预设的三个维度的区域边界长度，该三个区域边界长度可以保证拖把环位于限定出的感兴趣区内，进而，基于三个维度的区域边界长度在该拖斗前面板之前划分感兴趣区域。

在本实施例中，在确定感兴趣区域后，提取第一初始激光点云中与感兴趣区域对应的第一候选激光点云，该第一候选激光点云中包括对接结构对发射信号反射的激光点云。

步骤103，获取第一候选激光点云的分辨率，并根据分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云。

应当理解的是，第一候选激光点云的分辨率越大，则基于第一候选激光点云可以获取到对接结构的激光点云的密度越大，对对接结构定位的准确度越高，反之，第一候选激光点云的分辨率越小，则基于第一候选激光点云可以获取到的对接结构的激光点云的密度越小，对对接结构定位的准确度越低，因此，为了第一物体和第二物体连接的准确性，获取第一候选激光点云的分辨率。

需要说明的是，在不同的应用场景中，获取第一候选激光点云的分辨率的方式不同，示例如下：

在一些可能的实施例中，可以获取第一物体上激光雷达组件的型号，根据该型号查询预设的对应关系，以获取第一候选激光点云的分辨率。

在另一些可能的实施例中，可以获取感兴趣区域的体积，获取与该体积对应的标准激光点数量，该标准激光点数量为根据实验数据设置的较高的值，进而，读取第一候选激光云在感兴趣区区域的激光点数量，基于该激光点数量和标准激光点数量的比值确定分辨率。

进一步地，根据该分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云，其中，该目标激光点云通常为密度较高的激光点云，因此，该目标激光点云可以对对接结构的连接位置进行精确的定位。

显然，在本实施例中，无论对接结构的摆放位置如何，本实施例中目标激光点云的获取并不会受到对接结构的摆放位置的影响，因此，避免了摆放对接结构的人力成本，且由于目标激光点云通常为密度较高的激光点云，因此，保证了对接结构的连接位置的定位精确度，为第一物体和第二物体的精准连接提供了保证。

步骤104，在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点，并根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，以实现第一物体和第二物体的连接。

在实际执行过程中，第一物体并非是根据整个对接结构的位置进行连接，而是预先定义了对接结构的连接位置，其中，在不同的应用场景中，对接结构与第一物体的连接时的连接位置不同，该连接位置可以为对接结构的顶点位置、可以为对接结构的中心位置等任意预先第一物体的连接程序设置的位置。

比如，如图7所示，当第一物体和第二物体分别为上述车辆和拖车时，车辆通过自动托挂钩装置与拖车的拖把环连接时，该自动托挂钩装置与拖把环的顶点连接后，通过释放收容于自动托挂钩装置的连接杆实现第一物体与第二物体的连接。

因此，在本实施例中，为了实现第一物体和第二物体的精准连接，在获取了目标激光点云后，其次还基于该目标激光点云确定对接结构的连接位置对应的目标连接激光点，以进一步根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，实现第一物体和第二物体的连接。比如，根据该目标连接激光点规划第一物体的移动路径，基于该路径控制第一物体向对接结构移动，实现第一物体和第二物体的连接，整个连接过程无需人工参与，连接精确度也得到了保证。

综上，本公开实施例的连接控制方法，通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云，进而，提取第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，对接结构位于第二物体上，获取第一候选激光点云的分辨率，并根据分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云，在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点，并根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，以实现第一物体和第二物体的连接。由此，基于激光点云实现对对接结构上的连接位置的精准定位，进而，基于定位的连接位置实现第一物体和第二物体的自动连接，不受限于对接结构的摆放位置，实现了物体之间连接自动化，且提升了物体之间的连接效率和精确率。

在实际执行过程中，第一物体与第二物体连接的精准与否，与目标激光点云的密度有关，因此，根据第一该分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云十分重要。

在一些可能的实施例中，根据该分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云可以包括：

预先设置分辨率阈值，若是第一候选激光点云的分辨率大于预设分辨率阈值，则表明该第一候选激光点云密度较大，可以对对接结构进行精确的定位，因此，获取第一候选激光点云中与对接结构对应的目标激光点云。

比如，可以对第一候选激光点云去噪处理，基于第一候选激光点云中每个激光点的三维坐标信息拟合出地面等其他噪音对象，去除第一候选激光点云中其他噪音对象的噪音激光点等，根据预先设置的对接结构的形状约束获取去噪后剩余的激光点中，对接结构对应的目标激光点云。

也可以理解，本实施例中的目标激光点云中可以为分辨率大于预设分辨率阈值时，第一候选激光点云中属于对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点。

其中，对接结构的置信度的计算方式，在不同的应用场景中也不同，比如，根据预设的对接结构的轮廓，在第一候选激光点云中确定对接结构的大致所在区域，基于第一候选激光点云中的每个激光点与对接结构的大致所在区域中心点的距离，确定每个激光点的置信度，其中，越是靠近该区域中心点的激光点的置信度越高，进而，将置信度大于预设值的激光点作为目标激光点云中的激光点。

在本实施例中，若是第一候选激光点云的分辨率不大于预设分辨率阈值，则表明该第一候选激光点云对对接结构进行定位的精确度可能不高，因此，控制第一物体向第二物体移动，并在移动过程中获取满足预设获取条件的感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，由于在第一物体向第二物体移动过程中，第一物体与第二物体逐渐接近，因此，可以在移动过程中获取满足预设获取条件的感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，以便于基于该参考激光点云提升感兴趣区域的激光点云的密度。

需要说明的是，在不同的应用场景中，上述采集参考激光点云的获取条件不同；

在一些可能的实施例中，可以在移动过程中，根据预设时间间隔获取至少一帧第三初始激光点云，即在移动过程中，每隔预设时间间隔采集一帧第三初始激光点云，进而，提取至少一帧第三初始激光点云中与感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云，其中，预设时间间隔可以根据实验数据标定，为了避免算力的浪费，该预设时间间隔可以与第一物体的移动速度以及第一物体和第二物体之间的实时距离有关，其中，移动速度越快，实时距离越小，则预设时间间隔越小，反之，移动速度越慢，实时距离越大，则预设时间间隔越大。

在另一些可能的实施例中，根据预设移动距离间隔获取至少一帧第三初始激光点云，即在移动过程中，每隔预设移动距离间隔采集一帧第三初始激光点云，进而，获取至少一帧第三初始激光点云中与感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云，其中，同样的，为了避免算力的浪费，该预设距离间隔可以根据实验数据标定，该预设距离间隔可以与第一物体的移动速度以及第一物体和第二物体之间的实时距离有关，其中，移动速度越快，实时距离越小，则预设移动距离间隔越小，反之，移动速度越慢，实时距离越大，则预设移动距离间隔越大。

需要强调的是，在上述根据预设时间间隔或者是预设距离间隔获取第二初始激光点云或第三初始激光点云，可以贯穿第一物体向第二物体的整个移动过程，也可以为了降低算力消耗，在足以得到感兴趣区域的分辨率较高的激光点云时，即停止采集。

也即是说，在获取根据预设时间间隔或者预设距离间隔采集第二初始激光点云或第三初始激光点云时，每得到一帧感兴趣区域对应的参考激光点云后，即叠加每一帧参考激光点云和第一候选激光点云，以获取第三候选激光点云，判断第三候选激光点云的分辨率是否大于预设分辨率阈值，若大于预设分辨率阈值，则表明此时采集得到的有关激光点云已经可以对对接结构进行精确的定位，因此，停止获取感兴趣区域的参考激光点云。

当然，在本实施例中，若第三候选激光点云的分辨率不大于预设分辨率阈值，则在移动过程中，继续根据上述预设获取条件获取参考激光点云。另外，根据预设移动距离间隔获取第二初始激光点云时，还可以计算第一物体和第二物体的实时距离，当第一物体和第二物体的实时距离小于一定值时，比如小于该预设移动距离间隔时，则也停止获取感兴趣区域的参考激光点云，在根据预设时间间隔获取第三初始激光电源时，还可以计算第一物体和第二物体的实时距离，以及第一物体的平均移动速度，基于实时距离和平均移动速度的比值计算剩余移动时长，若是该剩余移动时长小于一定值，比如小于该预设时间间隔则也停止获取感兴趣区域的参考激光点云。

进一步地，叠加至少一帧参考激光点云和第一候选激光点云，以获取第二候选激光点云，该第二候选激光点云是在第一候选激光点云的基础上，叠加了在接近第二物体过程中采集到的至少一帧参考激光点云，因此，第二候选激光点云的分辨率显然相对于第一候选激光点云得到了提升，此时，获取第二候选激光点云中与对接结构对应的目标激光点云，可以保证该目标激光点云对对接结构的定位的精确性。

比如，可以对第二候选激光点云去噪处理，基于第二候选激光点云中每个激光点的三维坐标信息拟合出地面等其他噪音对象，去除第二候选激光点云中其他噪音对象的噪音激光点等，根据预先设置的对接结构的形状约束获取去噪后剩余的激光点中，对接结构对应的目标激光点云。

也可以理解，本实施例中的目标激光点云中可以为分辨率大于预设分辨率阈值时，第二候选激光点云中属于对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点。

其中，对接结构的置信度的计算方式，在不同的应用场景中也不同，比如，根据预设的对接结构的轮廓，在第二候选激光点云中确定对接结构的大致所在区域，基于第二候选激光点云中的每个激光点与对接结构的大致所在区域中心点的距离，确定每个激光点的置信度，其中，越是靠近该区域中心点的激光点的置信度越高，进而，将置信度大于预设值的激光点作为目标激光点云中的激光点。

综上，本公开实施例的连接控制方法，在第一候选激光点云的分辨率较高时，直接采用实时获取的第一候选激光点云来获取对接结构的目标激光点云，在第一候选激光点云的分辨率较低时，控制第一物体向第二物体移动，以在移动过程中采集至少一帧参考激光点云，基于参考激光点云和第一候选激光点云的叠加，得到分辨率较高的对接结构的目标激光点云，从而，兼顾了目标激光点云的分辨率和获取效率，兼顾了第一物体和第二物体之间连接的效率和准确率。

基于上述实施例，在不同的应用场景中，第一物体和对接结构的连接位置不同，则在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点的方式不同，示例如下：

在本公开的一个实施例中，若是连接位置为对接结构的顶点位置，则如图8所示，在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点，包括：

步骤801，确定第二物体中对接结构固定连接的连接轴，确定连接轴与对接结构的固定连接位置。

在本实施例中，对接结构固定连接在第二物体所在的连接轴上，该连接轴与对接结构固定连接，伴随对接结构的偏转而偏转，比如，拖把环通过拖把连接在拖斗的前轴上，随着拖把环的旋转拖车的前轴旋转，进而，确定对接结构在连接轴上的固定连接位置，该固定连接位置是对接结构不受到摆放位置的影响，与连接轴固定连接的位置，该固定连接位置可以为连接轴的中心，也可以是其他位于对接结构中心轴方向的位置点，在此不作限制。

在本实施例中，可以根据第一初始激光点云或者是上述第二初始激光点云，读取连接轴对应的激光点云，根据该连接轴的激光点云以及连接轴的轮廓可以定位出连接轴所在的区域，获取预先定义的对接结构在连接轴的相对位置，根据该相对位置确定该对接结构的固定连接位置，比如，若是固定连接位置位于连接轴的中心位置，则在确定连接轴的平面区域的中心位置为该对接结构的固定连接位置。

步骤802，计算目标激光点云中每个激光点与第二物体的前面板的距离，并确定所有距离中的最大值对应的参考连接激光点。

在本实施例中，第二物体的前面板不会伴随连接轴的旋转而旋转，若是第一物体与第二物体根据对接结构的顶点位置连接，那么距离前面板上最远的激光点则有可能是顶点，因此，为了寻找对接结构的顶点，确定距离连接轴的距离最远的参考连接激光点。

具体而言，计算目标激光点云中每个激光点与前面板的距离，即计算每个激光点到前面板的垂直距离，比如，获取每个激光点的坐标A1(x1,y1,z1)，前面板上每个点Ai的位置为(xi,yi，z2)，则将z1与z2的差值的绝对值作为该激光点与前面板的距离。进而，确定所有距离中的最大值为对应的参考连接激光点。

步骤803，根据固定连接位置和参考连接激光点确定对接结构的连接方向。

在实际执行过程中，基于上述所有距离中的最大值确定的参考连接激光点，可能并不是对接结构的顶点位置，这是由于受到对接结构相对于前面板的航向的影响，若是对接结构存在航向偏移，则参考连接激光点虽然和前面板的距离最远，但是也不一定意味着其是顶点位置，这是因为航向偏移可能会使得真正的顶点靠近前面板，反而不是距离前面板最远的点。

比如，当对接结构为拖把环时，如图9所示，若是拖把环的航向为拖斗前面板垂直，则确定距离前面板的距离最远的点C1为拖把环的顶点位置，若是拖把环相对于车斗的前面板具有航向的偏移，则继续参照图9，确定距离前面板的距离最远的点C2显然并不是拖把环的顶点位置。

因此，若是第一物体直接基于参考连接激光点的位置连接第二物体，可能会导致连接误差，因此，为了保证第一物体和第二物体的连接精确度，在本实施例中，还进一步验证该参考连接激光点是否是对接结构的顶点位置。

由于对接结构的顶点位置是在对接结构的航向上，距离前面板最远的点，因此，若是可以确定的该对接结构的航向，则可以进一步验证该参考连接激光点是否对应于顶点。然而，由于目标激光点云中的激光点并不具有语义信息，因此，无法确定那个激光点属于对接结构的航向中线轴，但是考虑到参考激光点云即使不对应于顶点，也应当是与顶点距离较近的点，因此，基于固定连接位置和参考连接激光点估算对接结构的连接方向以作为该对接结构的航向。

步骤804，在目标激光点云中，确定在连接方向上与连接轴的距离最大的目标连接激光点。

正如以上所提到的，由于对接结构始终和连接轴固定连接，因此，对接结构的顶点位置是在对接结构的航向上，距离连接轴最远的点，因此，在确定连接方向后，在目标激光点云中，确定在连接方向上与连接轴的距离最大的目标连接激光点，其中，在确定目标连接激光点时，并不受到固定连接位置的限制，而仅仅以该连接方向为寻找条件以寻找到在连接方向上与连接轴的距离最大的目标连接激光点。

举例而言，如图10(a)所示，当拖车的拖把环通过拖把与拖车的连接轴连接时，若是拖把环存在航向上的偏移，则由于连接轴与拖把环固定连接，与第二物体的拖斗可旋转连接，当确定固定连接点D为连接轴的中心点时，参照图10(b)，确定距离拖斗前面板的距离最大的参考激光点为F1，但是，根据D确定与拖把环上确定的参考连接激光点F1的连接方向后，确定拖把环上在连接方向上与连接轴的距离最大的点为F2，因此，将F2作为目标连接激光点而不是F1。

其中，在确定目标连接激光点时，可以遍历每个的目标激光点云中的激光点，计算每个激光点在连接方向上与连接轴的距离，基于距离中的最大值来确定对应的目标连接激光点，也可以为了降低算力消耗以及提升目标连接激光点的确定效率，在计算目标激光点云中每个激光点与连接轴的距离后，将距离较大的多个激光点作为候选激光点集合(比如，按照激光点与连接轴的距离由大到小的顺序排序，将前预设个数的距离对应的激光点作为候选激光点集合，又比如，可以将距离大于预设距离的多个激光点作为候选激光点集合)，从而，在确定连接方向后，计算候选激光点集合中的每个激光点在连接方向上于连接轴的距离，确定距离最大值对应的目标连接激光点。

从而，根据目标连接激光点能精确感知定位对接结构的连接位置，不依赖人工干预调整对接结构的摆放位置等，第一物体根据识别出的连接位置规划倒车路径，实现第一物体和第二物体的自动连接，比如，使得自动脱挂钩装置精准对接拖把环，实现真正全无人的自动脱挂钩流程。

在本公开的一个实施例中，若是对接结构的连接位置为对接结构的中心位置，则基于目标激光点云确定位于目标激光点云覆盖区域的中心点位置，确定该中心点位置为需要获取的连接位置。

在本公开的一个实施例中，若是对接结构中包含磁力装置，第一物体与对接结构的连接装置上也包含磁力装置，则此时对接结构和第一物体的距离较小时，两个磁力装置可以自动完成对接，即使对接结构的航向存在偏移也会基于该磁力装置的对接得到修正，因此，在本实施例中，可以确定目标激光点云中的任意一个激光点云为连接装置对应的目标连接激光点，基于该目标连接激光点进一步确定对应的连接位置。

需要说明的是，上述对接结构的连接位置对应的目标连接激光点的确定过程仅仅是示例性的说明，在实际应用中，无论连接位置位于对接结构的什么位置，基于目标激光点云均可以实现对目标连接激光点的精确确定，保证第一物体和第二物体的自动对接。

综上，本公开实施例的连接控制方法，可以基于目标激光点云准确定位对接结构与第一物体的具体连接位置，进一步保证了第一物体和第二物体的连接精度。

为了实现上述实施例，本公开还提出了一种连接控制装置。

图11是根据本公开一个实施例的连接控制装置的结构示意图，如图11所示，该连接控制装置包括：第一获取模块1110、提取模块1120、第二获取模块1130、第三获取模块1140、确定模块1150、和连接控制模块1160，其中，

第一获取模块1110，用于通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；

提取模块1120，用于提取第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，对接结构位于第二物体上；

第二获取模块1130，用于获取第一候选激光点云的分辨率；

第三获取模块1140，用于根据分辨率和第一候选激光点云获取对接结构的目标激光点云；

确定模块1150，用于在目标激光点云中确定对接结构的目标连接激光点；

连接控制模块1160，用于根据目标连接激光点的位置控制第一物体向对接结构移动，以实现第一物体和第二物体的连接。

在一些实施例中，第三获取模块1140，具体用于：

在分辨率大于预设分辨率阈值时，获取第一候选激光点云中与对接结构对应的目标激光点云；

在分辨率不大于预设分辨率阈值时，控制第一物体向第二物体移动，并在移动过程中获取满足预设获取条件的感兴趣区域的至少一帧参考激光点云；

叠加至少一帧参考激光点云和第一候选激光点云，以获取第二候选激光点云；

获取第二候选激光点云中与对接结构对应的目标激光点云。

在一些实施例中，第三获取模块1140，具体用于：

在移动过程中，根据预设移动距离间隔获取至少一帧第二初始激光点云；

获取至少一帧第二初始激光点云中与感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

在一些实施例中，第三获取模块1140，具体用于：

在移动过程中根据预设时间间隔获取至少一帧第三初始激光点云；

获取至少一帧第三初始激光点云中与感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

在一些实施例中，还包括：叠加模块，用于叠加每一帧参考激光点云和第一候选激光点云，以获取第三候选激光点云；

判断模块，用于判断第三候选激光点云的分辨率是否大于预设分辨率阈值；

获取控制模块，用于在大于预设分辨率阈值时，停止获取感兴趣区域的参考激光点云。

在一些实施例中，获取控制模块，还用于：

在不大于预设分辨率阈值时，在移动过程中，继续根据预设获取条件获取参考激光点云。

在一些实施例中，目标激光点云，包括：

在分辨率大于预设分辨率阈值时，第一候选激光点云中，属于对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点；

或者，在分辨率不大于预设分辨率阈值时，第二候选激光点云中，属于对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点。

在一些实施例中，确定模块1150，具体用于：

确定所述第二物体中所述对接结构固定连接的连接轴，确定所述连接轴与所述对接结构的固定连接位置；

计算所述目标激光点云中每个所述激光点与所述第二物体的前面板的距离，并确定所有所述距离中的最大值对应的参考连接激光点；

根据所述固定连接位置和所述参考连接激光点确定所述对接结构的连接方向；

在所述目标激光点云中，确定在所述连接方向上与所述连接轴的距离最大的目标连接激光点。

在一些实施例中，感兴趣区域为三维空间区域，三维空间区域的每个维度的区域边界长度，均大于对接结构在对应维度的长度。

以上实施例公开的连接控制装置能够执行以上各实施例公开的连接控制方法，具有相同或相应的有益效果，为避免重复，在此不再赘述。

本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以部署在第一物体上，包括：存储器以及一个或多个处理器；其中，存储器与一个或多个处理器通信连接，存储器中存储有可被一个或多个处理器执行的指令，指令被一个或多个处理器执行时，电子设备用于实现本公开任一实施例描述的连接控制方法。

图12是适于用来实现本公开实施方式的电子设备的结构示意图。如图12所示，电子设备1200包括中央处理单元(CPU)1201，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1202中的程序或者从存储部分1208加载到随机访问存储器(RAM)1203中的程序而执行前述的实施方式中的各种处理。在RAM1203中，还存储有电子设备1200操作所需的各种程序和数据。CPU1201、ROM1202以及RAM1203通过总线1204彼此相连。输入/输出(I/O)接口1205也连接至总线1204。

以下部件连接至I/O接口1205：包括键盘、鼠标等的输入部分1206；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1207；包括硬盘等的存储部分1208；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1209。通信部分1209经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口1205。可拆卸介质1211，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1210上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1208。

特别地，根据本公开的实施方式，上文描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，计算机程序包含用于执行前述障碍物避让方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分1209从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1211被安装。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，路程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

另外，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当计算机可执行指令被计算装置执行时，可用来实现本公开任一实施例描述的连接控制方法。

方案1、一种连接控制方法，包括以下步骤：

通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；

提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；

获取所述第一候选激光点云的分辨率，并根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；

在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点，并根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

方案2、如方案1所述的方法，所述根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云，包括：

若所述分辨率大于预设分辨率阈值，则获取所述第一候选激光点云中与所述对接结构对应的所述目标激光点云；

若所述分辨率不大于预设分辨率阈值，则控制所述第一物体向所述第二物体移动，并在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云；

叠加所述至少一帧参考激光点云和所述第一候选激光点云，以获取第二候选激光点云；

获取所述第二候选激光点云中与所述对接结构对应的所述目标激光点云。

方案3、如方案2所述的方法，所述在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，包括：

在所述移动过程中，根据预设移动距离间隔获取至少一帧第二初始激光点云；

获取所述至少一帧第二初始激光点云中与所述感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

方案4、如方案1所述的方法，所述在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，包括：

在所述移动过程中根据预设时间间隔获取至少一帧第三初始激光点云；

获取所述至少一帧第三初始激光点云中与所述感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

方案5、如方案2-方案4任一所述的方法，在获取每一帧所述参考激光点云之后，还包括：

叠加所述每一帧参考激光点云和所述第一候选激光点云，以获取第三候选激光点云；

判断所述第三候选激光点云的分辨率是否大于预设分辨率阈值；

若大于所述预设分辨率阈值，则停止获取所述感兴趣区域的参考激光点云。

方案6、如权利要求方案5所述的方法，在所述还包括：

若不大于所述预设分辨率阈值，则在所述移动过程中，继续根据所述预设获取条件获取参考激光点云。

方案7、如方案2所述的方法，所述目标激光点云，包括：

在所述分辨率大于预设分辨率阈值时，所述第一候选激光点云中，属于所述对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点；

或者，

在所述分辨率不大于预设分辨率阈值时，所述第二候选激光点云中，属于所述对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点。

方案8、如方案1所述的方法，所述在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点，包括：

确定所述第二物体中所述对接结构固定连接的连接轴，确定所述连接轴与所述对接结构的固定连接位置；

计算所述目标激光点云中每个所述激光点与所述第二物体的前面板的距离，并确定所有所述距离中的最大值对应的参考连接激光点；

根据所述固定连接位置和所述参考连接激光点确定所述对接结构的连接方向；

在所述目标激光点云中，确定在所述连接方向上与所述连接轴的距离最大的目标连接激光点。

对接结构对接结构对接结构方案9、如方案1所述的方法，

所述感兴趣区域为三维空间区域，所述三维空间区域的每个维度的区域边界长度，均大于所述对接结构在对应维度的长度。

方案10、一种连接控制装置，包括：

第一获取模块，用于通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；

提取模块，用于提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；

第二获取模块，用于获取所述第一候选激光点云的分辨率；

第三获取模块，用于根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；

确定模块，用于在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点；

连接控制模块，用于根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

方案11、一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述方案1-方案9中任一所述的连接控制方法。

方案12、一种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有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述方案1-方案9中任一所述的连接控制方法。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种连接控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；

提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；

获取所述第一候选激光点云的分辨率，并根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；

在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点，并根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云，包括：

若所述分辨率大于预设分辨率阈值，则获取所述第一候选激光点云中与所述对接结构对应的所述目标激光点云；

若所述分辨率不大于预设分辨率阈值，则控制所述第一物体向所述第二物体移动，并在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云；

叠加所述至少一帧参考激光点云和所述第一候选激光点云，以获取第二候选激光点云；

获取所述第二候选激光点云中与所述对接结构对应的所述目标激光点云。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，包括：

在所述移动过程中，根据预设移动距离间隔获取至少一帧第二初始激光点云；

获取所述至少一帧第二初始激光点云中与所述感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在移动过程中获取满足预设获取条件的所述感兴趣区域的至少一帧参考激光点云，包括：

在所述移动过程中根据预设时间间隔获取至少一帧第三初始激光点云；

获取所述至少一帧第三初始激光点云中与所述感兴趣区域对应的至少一帧参考激光点云。

5.如权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，在获取每一帧所述参考激光点云之后，还包括：

叠加所述每一帧参考激光点云和所述第一候选激光点云，以获取第三候选激光点云；

判断所述第三候选激光点云的分辨率是否大于预设分辨率阈值；

若大于所述预设分辨率阈值，则停止获取所述感兴趣区域的参考激光点云。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标激光点云，包括：

在所述分辨率大于预设分辨率阈值时，所述第一候选激光点云中，属于所述对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点；

或者，

在所述分辨率不大于预设分辨率阈值时，所述第二候选激光点云中，属于所述对接结构的置信度大于预设阈值的多个激光点。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点，包括：

确定所述第二物体中所述对接结构固定连接的连接轴，确定所述连接轴与所述对接结构的固定连接位置；

计算所述目标激光点云中每个所述激光点与所述第二物体的前面板的距离，并确定所有所述距离中的最大值对应的参考连接激光点；

根据所述固定连接位置和所述参考连接激光点确定所述对接结构的连接方向；

在所述目标激光点云中，确定在所述连接方向上与所述连接轴的距离最大的目标连接激光点。

8.一种连接控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于通过第一物体上的激光雷达组件向第二物体发射激光信号，获取第一初始激光点云；

提取模块，用于提取所述第一初始激光点云中与对接结构所在的感兴趣区域对应的第一候选激光点云，其中，所述对接结构位于第二物体上；

第二获取模块，用于获取所述第一候选激光点云的分辨率；

第三获取模块，用于根据所述分辨率和所述第一候选激光点云获取所述对接结构的目标激光点云；

确定模块，用于在所述目标激光点云中确定所述对接结构的目标连接激光点；

连接控制模块，用于根据所述目标连接激光点的位置控制所述第一物体向所述对接结构移动，以实现所述第一物体和所述第二物体的连接。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1-7中任一所述的连接控制方法。

10.一种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有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7中任一所述的连接控制方法。

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