CN221093485U - 一种基于反光标识物的激光雷达检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，包括：激光雷达，部署于小车的下表面且正对固定于所述小车下方的吊具，用以采集所述吊具的点云数据；反光标识物，设置于所述吊具的边缘处，用以标识所述吊具的轮廓；工业计算机，与所述激光雷达连接，获取所述激光雷达采集的点云数据；其中，所述激光雷达为多个，均匀设置于所述小车的下表面；所述工业计算机根据所述激光雷达采集的所述吊具的点云数据计算所述吊具的位姿。本实用新型通过激光雷达采集顶部轮廓边缘处设置有反光标识物的吊具的点云数据，通过吊具的点云数据计算吊具的位姿，保证测量精度的同时，简化设备结构，降低检测成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及集装箱吊具位姿识别领域，尤其涉及一种基于反光标识物的激光雷达检测装置。
背景技术
集装箱轮胎吊是龙门吊的一种，全称轮胎式集装箱起重机。其如同大门一样跨接装载区域和工作区域。通常，在龙门吊两侧装有轮子或其他移动机构，使龙门吊整体（通常称为大车）可以在两个区域内移动。龙门吊上方的横梁装有行走轨道，供司机室及提升装置（通常称为小车）在横梁上移动。
使用龙门吊抓取集装箱的工作流程是将吊具移动至集装箱上，将锁头与锁孔对齐，当确认锁头完全进入锁孔后，旋转锁头进行啮合，再进行提升作业。在抓取集装箱、提升集装箱以及下放集装箱的过程中，都需要实时检测吊具的位姿，从而实现对上述集装箱的精准作业。
然而现有的吊具位姿检测装置，检测原理复杂，检测装置成本高，因此，有必要提供一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，通过激光雷达采集顶部轮廓边缘处设置有反光标识物的吊具的点云数据，计算吊具的位姿，从而在保证测量精度的同时，简化结构，降低成本。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，包括：
激光雷达，部署于小车的下表面且正对固定于所述小车下方的吊具，用以采集所述吊具的点云数据；
反光标识物，设置于所述吊具的边缘处，用以标识所述吊具的轮廓；
工业计算机，与所述激光雷达连接，获取所述激光雷达采集的点云数据；
其中，所述激光雷达为多个，均匀设置于所述小车的下表面；所述工业计算机根据所述激光雷达采集的所述吊具的点云数据计算所述吊具的位姿。
优选地，所述吊具包括中心架和连接所述中心架的伸缩梁，所述反光标识物为多个，所述反光标识物至少包括设置于所述伸缩梁顶角的第一反光标识物和设置于所述中心架顶部边缘处的第二反光标识物。
优选地，所述第一反光标识物为四个，分别设置于所述伸缩梁的四个顶角处。
优选地，所述四个第一反光标识物的尺寸相同，所述四个第一反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第一比例关系，所述第一比例关系的范围为25～100cm2/m。
优选地，所述第二反光标识物为四个，分别设置于所述中心架的四边，所述反光标识物的尺寸和物理位置为预先设定。
优选地，所述第二反光标识物包括两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物，所述两个横向反光标识物分别设置于所述中心架的两条横向边缘，所述两个纵向反光标识物分别设置于所述中心架的两条纵向边缘，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物之间无交集，所述第二反光标识物根据所述吊具中心对称设置，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物的尺寸分别相同，所述第二反光标识物设置于标定范围内。
优选地，所述四个第二反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第二比例关系，所述第二比例关系的范围为300～400cm2/m。
优选地，所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第三比例关系，所述两个横向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第四比例关系，所述第三比例关系的范围为1～1.5cm/m，所述第四比例关系的范围为3～3.5cm/m；
所述两个纵向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第五比例关系，所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第六比例关系，所述第五比例关系的范围为0.5～1cm/m，所述第六比例关系的范围为11～12cm/m。
优选地，所述反光标志物为涂有高反射率涂层的贴纸。
优选地，所述工业计算机与所述激光雷达通过TCP/IP协议进行数据传输。
与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型提供的基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置，包括：激光雷达，部署于小车的下表面且正对固定于所述小车下方的吊具，用以采集所述吊具的点云数据；反光标识物，设置于所述吊具的边缘处，用以标识所述吊具的轮廓；工业计算机，与所述激光雷达连接，获取所述激光雷达采集的点云数据；其中，所述激光雷达为多个，均匀设置于所述小车的下表面；所述工业计算机根据所述激光雷达采集的所述吊具的点云数据计算所述吊具的位姿，通过激光雷达采集顶部轮廓边缘处设置有反光标识物的吊具的点云数据，通过吊具的点云数据计算吊具的位姿，保证测量精度的同时，简化设备结构，降低检测成本；
进一步地，采用激光雷达进行点云测量，激光雷达受外部光照影响小，环境适应性好，同时激光雷达数据处理速度快，保证测量结果的实时性，提高检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置架构图；
图2为本实用新型实施例中反光标识物在吊具上的安装位置示意图。
图中：
1、激光雷达；2、反光标识物；3、工业计算机；4、吊具；5、小车；
21、第一反光标识物；22、第二反光标识物；
41、中心架；42、伸缩梁。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面以具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
基于现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供一种基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置，通过激光雷达采集顶部轮廓边缘处设置有反光标识物的吊具的点云数据，计算吊具的位姿，保证测量精度的同时，简化结构，降低成本。
图1为本实用新型实施例中基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置架构图；图2为本实用新型实施例中反光标识物在吊具上的安装位置示意图。
现在参看图1至图2，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型实施例中基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置架构图。
请参见图1，本实用新型实施例的基于激光雷达的集装箱吊具位姿检测装置，包括：
激光雷达1，部署于小车5的下表面且正对固定于小车5下方的吊具4，用以采集吊具4的点云数据；
反光标识物2，设置于吊具4的边缘处，用以标识吊具4的轮廓；
工业计算机3，与激光雷达1连接，获取激光雷达1采集的点云数据；
其中，激光雷达1为多个，均匀设置于小车5的下表面；工业计算机3根据激光雷达1采集的吊具的点云数据计算吊具4的位姿。
请参见图2，在一些实施例中，吊具4包括中心架41和连接中心架41的伸缩梁42，反光标识物2为多个，反光标识物2至少包括设置于伸缩梁42顶角的第一反光标识物21和设置于中心架41顶部边缘处的第二反光标识物22。
在一些实施例中，第一反光标识物21为四个，分别设置于伸缩梁42的四个顶角处。
在一些实施例中，所述四个第一反光标识物的尺寸相同，所述四个第一反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第一比例关系，所述第一比例关系的范围为25～100cm2/m。
在一些实施例中，第二反光标识物22为四个，分别设置于中心架41的四边，反光标识物21的尺寸和物理位置为预先设定。
现在请参看图2，所述中心架41在X轴方向的边缘为横向边缘，所述中心架在Y轴方向的边缘为纵向边缘。所述第二反光标识物包括两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物，所述两个横向反光标识物分别设置于所述中心架的两条横向边缘，所述两个纵向反光标识物分别设置于所述中心架的两条纵向边缘，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物之间无交集，所述第二反光标识物根据所述吊具中心对称设置，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物的尺寸分别相同，所述第二反光标识物设置于标定范围内。
在具体实施中，所述四个第二反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第二比例关系，所述第二比例关系的范围为300～400cm2/m。
所述横向反光标识物在Y轴方向的尺寸为宽度、在X轴方向的尺寸为长度，所述纵向反光标识物在X轴方向的尺寸为宽度、在Y轴方向的尺寸为长度。
所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第三比例关系，所述两个横向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第四比例关系，所述第三比例关系的范围为1～1.5cm/m，所述第四比例关系的范围为3～3.5cm/m；
所述两个纵向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第五比例关系，所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第六比例关系，所述第五比例关系的范围为0.5～1cm/m，所述第六比例关系的范围为11～12cm/m。
在一些实施例中，反光标志物21为涂有高反射率涂层的贴纸。
激光雷达1发射出的光线照射到反光标志物2的高反射率涂层时，光线的被吸收率大大减小，反射光线强度大幅增加。在激光雷达1接收到的光线中，这些区域的光线强度值远高于其他区域，因此可以通过筛选该强度值，提取这些区域的点云数据。
在一些实施例中，工业计算机3与激光雷达1通过TCP/IP协议进行数据传输，工业计算机3设置于小车5的电气控制房中。
综上所述，本实用新型实施例的一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，包括：激光雷达，部署于小车的下表面且正对固定于所述小车下方的吊具，用以采集所述吊具的点云数据；反光标识物，设置于所述吊具的边缘处，用以标识所述吊具的轮廓；工业计算机，与所述激光雷达连接，获取所述激光雷达采集的点云数据；其中，所述激光雷达为多个，均匀设置于所述小车的下表面；所述工业计算机根据所述激光雷达采集的所述吊具的点云数据计算所述吊具的位姿，通过激光雷达采集顶部轮廓边缘处设置有反光标识物的吊具的点云数据，通过吊具的点云数据计算吊具的位姿，保证测量精度的同时，简化设备结构，降低检测成本；
进一步地，采用激光雷达进行点云测量，激光雷达受外部光照影响小，环境适应性好，同时激光雷达数据处理速度快，保证测量结果的实时性，提高检测效率。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，包括：
激光雷达，部署于小车的下表面且正对固定于所述小车下方的吊具，用以采集所述吊具的点云数据；
反光标识物，设置于所述吊具的边缘处，用以标识所述吊具的轮廓；
工业计算机，与所述激光雷达连接，获取所述激光雷达采集的点云数据；
其中，所述激光雷达为多个，均匀设置于所述小车的下表面；所述工业计算机根据所述激光雷达采集的所述吊具的点云数据计算所述吊具的位姿。
2.如权利要求1所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述吊具包括中心架和连接所述中心架的伸缩梁，所述反光标识物为多个，所述反光标识物至少包括设置于所述伸缩梁顶角的第一反光标识物和设置于所述中心架顶部边缘处的第二反光标识物。
3.如权利要求2所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述第一反光标识物为四个，分别设置于所述伸缩梁的四个顶角处。
4.如权利要求3所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述四个第一反光标识物的尺寸相同，所述四个第一反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第一比例关系，所述第一比例关系的范围为25～100cm2/m。
5.如权利要求2所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述第二反光标识物为四个，分别设置于所述中心架的四边，所述反光标识物的尺寸和物理位置为预先设定。
6.如权利要求5所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述第二反光标识物包括两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物，所述两个横向反光标识物分别设置于所述中心架的两条横向边缘，所述两个纵向反光标识物分别设置于所述中心架的两条纵向边缘，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物之间无交集，所述第二反光标识物根据所述吊具中心对称设置，所述两个横向反光标识物和两个纵向反光标识物的尺寸分别相同，所述第二反光标识物设置于标定范围内。
7.如权利要求5所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述四个第二反光标识物的面积之和与所述激光雷达的安装高度成第二比例关系，所述第二比例关系的范围为300～400cm2/m。
8.如权利要求6所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，
所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第三比例关系，所述两个横向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第四比例关系，所述第三比例关系的范围为1～1.5cm/m，所述第四比例关系的范围为3～3.5cm/m；
所述两个纵向反光标识物的长度与所述激光雷达的安装高度成第五比例关系，所述两个横向反光标识物的宽度与所述激光雷达的安装高度成第六比例关系，所述第五比例关系的范围为0.5～1cm/m，所述第六比例关系的范围为11～12cm/m。
9.如权利要求1所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述反光标识物为涂有高反射率涂层的贴纸。
10.如权利要求1所述的基于反光标识物的激光雷达检测装置，其特征在于，所述工业计算机与所述激光雷达通过TCP/IP协议进行数据传输。
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