本发明专利技术涉及垃圾发电技术技术领域，具体涉及一种基于激光扫描垃圾池建模成像方法及其扫描装置；包括多台3D激光雷达扫描仪和多个轻量化云台，多台3D激光雷达扫描仪据扫描距离设置在垃圾池的内部边缘，每个轻量化云台与3D激光雷达扫描仪一一对应连接，且设置在对应3D激光雷达扫描仪的下侧，以使得对应的3D激光雷达扫描仪能进行调整，在现有技术的基础上，突破性的利用3D激光雷达扫描仪来扫描垃圾池中各垃圾，通过获取的点云数据进行建模，并通过多台3D激光雷达扫描仪的设置，极大程度降低视角盲区，且有效避免现场员工视觉疲劳后存在的误判情况，在提高抓垃圾效率的同时也提高了抓斗安全运行的保障。安全运行的保障。安全运行的保障。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描垃圾池建模成像方法及其扫描装置
[0001]本专利技术涉及垃圾发电
，尤其涉及一种基于激光扫描垃圾池建模成像方法及其扫描装置。
技术介绍
[0002]垃圾发电企业的垃圾池是用来存放垃圾焚烧炉所需各种生活垃圾的场地，它主要有贮存和发酵两类功能，目前垃圾发电企业垃圾池内对库存的管理，现场抓取位置的判断全是采用人工计算的方式，即人工记录进厂垃圾的信息和投炉垃圾的重量，根据根据数据的差值计算得到垃圾池内库存的信息；抓取位置判断采用全人工肉眼观察的方式。
[0003]人工肉眼判断抓取位置，由于员工视觉疲劳或者现场角度受限和高度落差较大很容易导致位置误判。
[0004]因此，如何提高工作效率、准确记录数据是垃圾发电企业垃圾池需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于激光扫描垃圾池建模成像方法及其扫描装置，可以准确反馈抓取位置，有效避免现场员工视觉疲劳后存在的误判情况，在提高抓垃圾效率的同时也提高了抓斗安全运行的保障。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，设置在垃圾池外侧，
[0007]包括多台3D激光雷达扫描仪和多个轻量化云台，多台3D激光雷达扫描仪设置在垃圾池的内部边缘，每个所述轻量化云台与所述3D激光雷达扫描仪一一对应连接，且设置在对应所述3D激光雷达扫描仪的下侧，以使得对应的所述3D激光雷达扫描仪能进行调整。
[0008]利用所述3D激光雷达扫描仪发射出激光，在遇到物体后折射回来被CMOS传感器接收，来测得本体到障碍物的距离，通过调整所述3D激光雷达扫描仪的位置，进而在一定空间内，发射出无数条激光，即可获取无数基于障碍物的反射信号，为反射信号配上时间范围、激光扫描角度后，并配准X、Y、Z坐标，即可将前述反射信息转化为三维立体信号，并结合软件算法，即可建立三维点云图，完成对垃圾池中各垃圾的建模操作，而设置多台所述3D激光雷达扫描仪可以有效提升测量精确度，可以理解的是，单台3D激光雷达扫描仪也能实现建模成像的操作，随3D激光雷达扫描仪的数量增加，可有效提升对垃圾池中垃圾的精确度，而所述轻量化云台配合所述3D激光雷达扫描仪，通过调整所述3D激光雷达扫描仪的角度及高度，从而能有效提升单台所述3D激光雷达扫描仪的建模精确性。
[0009]其中，所述3D激光雷达扫描仪包括激光雷达件、弧形环架和与所述弧形环架滑动连接的托架，所述托架设置在所述激光雷达件的两侧，且与所述弧形环架滑动连接，所述激光雷达件通过所述托架与所述弧形环架滑动连接。
[0010]所述激光雷达件实现激光发射及建模的工作，所述弧形环架用以使得所述激光雷达件在调整高度和俯仰角度时，能处于相对平稳的状态，也即使得所述激光雷达件能在重
力作用下，保持水平状态，而所述托架将所述激光雷达件与所述弧形环架契合，以使得所述激光雷达件随所述弧形环架进行位置的移动时，仍能保持水平方向上的稳定状态。
[0011]其中，所述弧形环架具有内槽道以及与所述轻量化云台契合的外部槽孔，所述内槽道沿所述弧形环架的内侧壁设置，且所述内槽道与所述托架契合，所述外部槽孔与所述轻量化云台卡接固定。
[0012]所述内槽道与所述托架契合，在所述激光雷达件出现位置偏移时，能在重力作用下，带动所述托架进行滑动，直至所述激光雷达件在水平方向上回复与地面平齐的状态，有效提升所述激光雷达件的建模准确性。
[0013]其中，所述轻量化云台包括摇臂、支撑架和万向球座，所述万向球座设置在所述支撑架的上侧，且与所述摇臂连接，所述摇臂通过所述万向球座与所述支撑架滚动连接，以调整所述激光雷达件的位置。
[0014]所述摇臂配合所述万向球座，在需要调整所述激光雷达件的位置时，调整所述摇臂，使得所述摇臂在所述万向球座上进行转动，从而满足所述激光雷达在同一点位不同高度及方向的拍摄需求，进而能有效提升所述激光雷达对垃圾池内垃圾的建模准确性。
[0015]其中，所述摇臂包括臂杆、握持柄和束缚条，所述臂杆中部与所述万向球座固定连接，以调整所述臂杆的俯仰角度，且所述臂杆的两端分别连接所述弧形环架和所述握持柄，所述束缚条连接所述支撑架及所述握持柄，以避免所述弧形环架触地。
[0016]所述握持柄便于让使用者控制所述激光雷达的拍摄角度，而所述臂杆配合所述束缚条，利用力矩，使得未进行操作时，所述束缚条能阻止所述臂杆与所述激光雷达件连接的一端触地，以避免装置触地受损。
[0017]本专利技术还提出一种基于激光扫描垃圾池建模成像方法，应用于前述所述的基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，
[0018]包括如下步骤：
[0019]S1：对目标区域进行三维激光扫描，获取所述目标区域的三维点云数据；
[0020]S2：对前述三维点云数据进行聚类分割，获取位于所述目标区域内待识别点云数据；
[0021]S3：将处理后的点云数据拼接，多台3D激光雷达扫描仪获取不同位置的点云数据进行拼接；
[0022]S4：将获取的点云数据进行三维建模数据进行分析指定区域垃圾的分布，提取垃圾池几何特征值，为调度控制系统提供抓取和堆放的精确位置坐标；
[0023]S5：分析垃圾池内排水沟是否需要抓钩，分析垃圾堆分布情况判断是否存在塌料风险，若存在抓沟和塌料风险及时反馈预警信号给调度控制系统，让垃圾吊尽快处理；
[0024]S6：库存体积分析，通过完整的三维垃圾池图计算存库的体积，建立垃圾池三维模型，刷新垃圾池图后，自动进行相应垃圾堆的体积计算。
[0025]详细步骤如下：
[0026]对目标区域进行三维激光扫描，获取所述目标区域的三维点云数据，整体框架如图1，作为示例，本实施例获取三维点云数据的方式包括但不限于：基于正确安装在场景中的3D扫描仪对指定区域采集到的3D点云数据，在本实施例中，所述目标区域包括整个垃圾池区域。
[0027]对所述三维点云数据进行聚类分割，获取位于所述目标区域内待识别点云数据；作为示例，本实施例在对三维点云数据进行聚类分割前，还包括对目标区域的三维点云数据进行去噪，滤除离群点，本实施例在进行三维点云数据进行去噪的方式可以采用现有方式，例如将大于预设距离值的点云数据作为噪声过滤掉，其中预设距离值可以根据实际情况进行设定，本实施例不做具体数值限定。
[0028]将处理后的点云数据拼接，多台扫描仪获取不同位置的点云数据进行拼接，本实施例中采用多台高精度轻量型云台搭载激光雷达扫描仪定点旋转，多台扫描仪完成一周期扫描后进行拼接，还原成整个垃圾池的点云数据。
[0029]将获取的图像进行三维建模数据进行分析指定区域垃圾的分布，提取垃圾池几何特征值，为调度控制系统提供抓取和堆放的精确位置坐标。
[0030]分析垃圾池内排水沟是否需要抓钩，分析垃圾堆分布情况判断是否存在塌料风险，若存在抓沟和塌料风险及时反馈预警信号给调度控制系统，让垃圾吊尽快处理。
[0031]库存体积分析，通本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，设置在垃圾池内部边缘，其特征在于，包括多台3D激光雷达扫描仪和多个轻量化云台，多台3D激光雷达扫描仪设置在垃圾池的内部边缘，每个所述轻量化云台与所述3D激光雷达扫描仪一一对应连接，且设置在对应所述3D激光雷达扫描仪的下侧，以使得对应的所述3D激光雷达扫描仪能进行调整。2.如权利要求1所述的一种基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，其特征在于，所述3D激光雷达扫描仪包括激光雷达件、弧形环架和与所述弧形环架滑动连接的托架，所述托架设置在所述激光雷达件的两侧，且与所述弧形环架滑动连接，所述激光雷达件通过所述托架与所述弧形环架滑动连接。3.如权利要求2所述的一种基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，其特征在于，所述弧形环架具有内槽道以及与所述轻量化云台契合的外部槽孔，所述内槽道沿所述弧形环架的内侧壁设置，且所述内槽道与所述托架契合，所述外部槽孔与所述轻量化云台卡接固定。4.如权利要求3所述的一种基于激光扫描垃圾池建模成像的扫描装置，其特征在于，所述轻量化云台包括摇臂、支撑架和万向球座，所述万向球座设置在所述支撑架的上侧，且与所述摇臂连接，所述摇臂通过所述万向球座与所述支撑架滚动连接，以调整...
【专利技术属性】
技术研发人员：田广礼，张新力，陈学东，蒋飞，韩斌，周鑫，
申请(专利权)人：重庆华工智造工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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