【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及控制调节，更具体地说，本专利技术涉及一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统。
技术介绍
1、近年来，随着对环保问题的日益重视，我国开始陆续推出政策支持新能源汽车的推广和换电模式的发展；2010年国家电网就提出“换电为主，插充为辅，集中充电，统一配送”的发展思路；2019年底《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中提出合理布局充换电基础设施，鼓励开展换电模式的应用；2020年、2021年多次提出有关加大充换电设施建设，积极支持充换电商业模式创新；2021年10月，工信部印发《关于启动新能源汽车换电模式应用试点工作的通知》；2022年3月工业和信息化部在《2022年汽车标准化工作要点》中提出加快构建完善电动汽车充换电标准体系，开展电动汽车大功率充电技术升级方案研究和验证，加快推进电动汽车传导充电连接装置等系列标准修订发布。
2、从上面一系列国家政策来看，国家旨在推动电动汽车特别是电动重卡及其换电站系统的快速发展，尽管目前国内已有企业开始研发换电站系统，但是还处于探索阶段，规模相对较小，技术及可靠性还不够成熟，通常需要人工操作来更换电池组，效率低下，无法实现换电站电池组智能更换的需求。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，通过车牌号采集模块和数据比对模块，确保只有授权的卡车可以进入换电站更换电池组；通过换电信息交互模块与重卡司机进行交互，采用人脸识别、指纹识别技术识别
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，包括：
3、车牌号采集模块：用于采集重卡车牌号；
4、数据比对模块：用于接收车牌号采集模块的车牌号，将其与数据库中的数据进行匹配，匹配成功则允许卡车进入换电站更换电池组；
5、换电信息交互模块：用于与重卡司机进行交互，重卡司机在司机室解锁电池组，采用人脸识别、指纹识别技术识别重卡司机的身份，授权通过的司机通过触摸屏确认换电操作，向三维定位控制模块发送电池解锁信息和确认换电信息；
6、环境感知模块：用于利用多个方位的激光雷达收集三维点云数据；
7、数据预处理模块：用于对收集到的三维点云数据进行滤波和去噪处理；
8、数据处理模块：用于接收数据预处理模块传输的数据，对滤波后的点进行配准，基于配准结果，进行三维重建得到三维文件；
9、三维定位控制模块基于三维文件，结合机器学习算法，获取物体的准确位置和姿态信息，用旋转矩阵表示；
10、运动控制调节模块：用于根据三维定位控制模块的数据，生成相应的动作指令，使得四爪吊具能够按照预定的轨迹进行运动；
11、反馈调节模块：用于实时监测四爪吊具执行器和关节的状态，计算抓取综合偏离指数，并反馈信息到运动控制调节模块。
12、在一个优选的实施方式中，所述数据预处理模块的处理过程为：
13、a1、对于三维点云数据中的每个点p，将固定半径r内的点作为一个点集合，记作邻域n；其中三维点云数据中存在n个邻域；
14、a2、针对每个邻域，计算点云密度dm，，其中m表示邻域中点的数量，v表示邻域的体积；
15、a3、计算某个点在其邻域内的点的坐标值的邻域方差fc，获得该点附近点云的空间变化程度，，其中m表示邻域中点的数量，xi表示邻域内每个点的坐标值，表示邻域内所有点的坐标平均值；
16、a4、根据点云密度dm和邻域方差fc，计算一个噪声值lzs，，其中w1、w2表示各项的比例系数；
17、a5、将噪声值lzs和预先设定的噪声值lzs阈进行判断对比，若lzs≥lzs阈则表示噪声高，需要将其剔除，反之则表示噪声低，将其保留进行下一步骤；
18、a6、对于当前每个邻域中保留的点，分别以每个点作为中心点，中心点的坐标表示为（xz，yz，zz），计算中心点与邻域中其他点的空间距离lkj，其他点的坐标表示为（xq，yq，zq），；
19、a7、使用逆距离加权对空间距离进行加权，得到当前中心点的空间权重 ω，；
20、a8、计算各个中心点的空间权重的均值 ωj，，其中 ωi表示第i个中心点的空间权重，m表示邻域中点的数量，以评估空间权重的密集程度；
21、a9、将最大的空间权重的均值所对应的中心点作为最终的中心点，该最终的中心点的空间权重记作 ωz；
22、a10、利用绝对值差计算每个点与最终的中心点之间的像素值差异diff，，其中vi表示当前点的像素值，vz表示最终的中心点的像素值；
23、a11、使用高斯函数对像素值差异进行加权，得到像素值权重 ωr，，其中 σr表示控制像素值权重衰减量的参数；
24、a12、结合最终的中心点的空间权重 ωz和像素值权重 ωr，计算综合权重 ωh，；
25、a13、使用综合权重对邻域内的点进行加权平均，得到滤波后的点；所述使用综合权重对邻域内的点进行加权平均的计算公式为：
26、，其中表示滤波后的点的像素值，m表示邻域中点的数量， ωhi表示第i个点的综合权重，vi表示第i个点的像素值。
27、在一个优选的实施方式中，所述数据处理模块的处理过程如下：
28、b1、基于几何特征，从点云数据中提取出表面特征，包括曲率和法线向量；
29、b2、对于邻域中的每个点，计算其局部特征响应值，根据计算得到的局部特征响应值，确定关键点；
30、b本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述数据预处理模块的处理过程为：
3.根据权利要求1所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述数据处理模块的处理过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述基于几何特征，从点云数据中提取出表面特征，其处理过程如下：
5.根据权利要求3所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述对于邻域中的每个点，计算其局部特征响应值，根据计算得到的局部特征响应值，确定关键点；其处理过程如下：
6.根据权利要求3所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述基于多个方位的三维点云数据的关键点、曲率和法线向量，对三维点云数据进行配准；其处理过程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述数据预处理模块的处理过程为：
3.根据权利要求1所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述数据处理模块的处理过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于换电站三维定位抓取的智能运动控制调节系统，其特征在于：所述基于几何特征，从点云数据中提取出表面特征，其处理过程如下：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晓杰，崔丽，张明辉，胡哲涛，赵海峰，张三豹，
申请(专利权)人：河南新科起重机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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