【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及运输车辆智能感知，尤其涉及一种基于激光雷达的散粮装车预警方法。
技术介绍
1、由于粮食具有流动性，利用散装设备进行装卸效率更高，因此大量运输粮食通常采用散装运输的方式。散粮的装车过程是：储粮筒仓打开输粮管道阀门，利用重力，使粮食从下料口直接倾倒在下方的运粮车车厢中，待车厢装满后，关闭阀门停止下料。在装载过程中，为避免粮食溢出车厢导致漏粮事故，需要驾驶员将车辆准确停至输粮管道下方，工作人员在高处观察车厢内散粮高度，指挥车辆调整位置，记录装车数据。
2、上述车辆装载方法存在的缺点是：驾驶员需依靠经验将车辆停在下料口下方，精确度差。由于装载现场不可避免地存在大量灰尘和噪声，导致工作人员难以观察粮食高度和指挥车辆移动，容易发生溢粮、漏粮事故，长时间工作，劳动强度大，易发生安全事故。多车共同装车时，需要大量人力，装载效率低。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，通过激光雷达获取监测区域的点云数据，判断车辆位置，提取车辆信息，识别粮食高度，发出指示预警信号，辅助装车过程，提升装载效率。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，包括以下步骤：
4、s1)坐标校准：通过雷达感知模块建立坐标系、将待测区域点云栅格化：以激光雷达安装位置的正下方为原点，车辆前进方向为x轴正方向，大地到天空方向为y轴正方向，由左向右为z轴正方向；雷达感知模块分别接收两台激光雷
5、s2)误闯入检测：通过点云处理模块定时对监测区域进行判断，识别为装载车辆进行s3，识别为其他车辆或行人直接进行s7。
6、s3)通过点云处理模块进行车辆检测：当车辆进入监测区域后，雷达感知模块获取到车体各部分点云，点云处理模块依据栅格之间的组合顺序和各车体部件特征，识别出车体部件，检测出目标车辆；其中，车头为车体栅格、水平栅格和垂直栅格的顺序拼接，车厢前壁为垂直栅格、车体栅格、水平栅格的顺序拼接，车厢后壁为车体栅格、垂直栅格和水平栅格的顺序拼接。
7、s4)通过指示预警模块调整车辆位置：以下料口位置为基准，根据s3获取到车辆前壁与下料口的相对距离，指示预警模块通过led屏和喇叭，生成文字和语音提示“车辆前(后)移x米”，调整车辆，使前壁略超过下料口一定距离；到达指定位置后，文字和语音提示“已到达指定位置，请停稳车辆”。
8、s5)通过点云处理模块提取车辆信息：检测出目标车辆后，点云处理模块利用车厢壁的坐标和高度，计算出此时的车厢的长宽高，依据车厢长度确定车型；待车辆停稳后，得到车厢壁和下料口的相对位置，最后将车厢长宽高、下料口中心距车厢前壁距离，下料口中心距车厢侧壁距离，装车方向传输至后台可视化程序记录。
9、s6)通过指示预警模块进行散粮装车指示预警：雷达感知模块持续获取监测区域点云信息，当点云处理模块识别到当前车厢粮食高度超过预警值时，发送指令到指示预警模块，显示车辆前(后)移动的指示信息并发出语音，驾驶员根据提示移动车辆，直到下料口落点范围内粮食高度低于设定值，警报解除。
10、单独计算每个栅格中粮堆的体积，进行累加，计算出车厢内粮食的体积，与车厢容积进行比较，得出当前车厢装载容积百分比，通过指示预警模块显示给工作人员，并在后台可视化车厢装载情况。
11、s7)装载完成：当所装载粮食达到预设值或车厢后壁临近下料口时，结束装载过程，下料口停止下料。
12、s8)车辆通行：指示预警模块做出提示，led屏显示“装载完毕，车辆请离开”字样；若为误闯入的行人和无关车辆，led屏显示“您已进入散粮装车监测区域，请加速离开”字样。
13、优选地，所述雷达感知模块包括两台多线激光雷达，所述雷达感知模块用于获取监测区域内的点云，并传输到点云处理模块。
14、优选地，所述点云处理模块包括用于处理点云工控机、连接各模块的有线路由器、控制音频的功放机和电源，所述点云处理模块用于处理输入的点云数据，实现判断车型、识别车辆位置、监测车厢内部形态、记录装载数据和计算装载体积的功能。
15、优选地，所述指示预警模块包括led屏幕、防爆喇叭和云端可视化程序，所述指示预警模块包括车辆装载状态、车辆移动指令、车厢装载百分比和装车过程后台可视化显示，所述指示预警模块用于输出语音、文字预警信息。当粮食可能溢出车厢时发出预警，提示驾驶员移动车辆。
16、优选地，所述雷达感知模块、点云处理模块和指示预警模块通过网线经由一台路由器依次连接。
17、本技术方案的原理及有益效果：
18、(1)实现散粮装车的实时监控、车辆指引、溢粮预警和数据记录，输出指令清晰，易于理解，提升了装载效率，降低了工作人员劳动强度。
19、(2)自动感知车辆信息，输出提示和预警指令，设置误闯入检测，自动识别误入感知区域的行人和车辆，避免预警异常。满足一般生产情况，也适用于不同车型的车辆装载，多个下料口的共同装载的特殊情况。
20、(3)设置两台激光雷达，拟合地面并进行自动校准和融合，有效避免了因装载设备遮挡，灰尘干扰等环境因素而出现的感知盲区，获取到精度在5cm以内的车体数据和粮食数据。
21、(4)本申请采用激光雷达进行车辆感知，led屏和防爆喇叭作为输出，具备自动校准功能，无需对现有设备进行大规模改造升级，成本可控，便于安装。
22、(5)记录车辆数据与车厢内装载情况，为管理人员制定计划，作出决策提供数据支撑。
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1.一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，包括雷达感知模块，点云处理模块和指示预警模块，三个模块通过网线经由一台路由器依次连接，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：所述雷达感知模块包括两台多线激光雷达，所述雷达感知模块用于获取监测区域内的点云，并传输到点云处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：所述点云处理模块包括用于处理点云工控机、连接各模块的有线路由器、控制音频的功放机和电源，所述点云处理模块用于处理输入的点云数据，实现判断车型、识别车辆位置、监测车厢内部形态、记录装载数据和计算装载体积的功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：所述指示预警模块包括LED屏幕、防爆喇叭和云端可视化程序，所述指示预警模块包括车辆装载状态、车辆移动指令、车厢装载百分比和装车过程后台可视化显示，所述指示预警模块用于输出语音、文字预警信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，包括雷达感知模块，点云处理模块和指示预警模块，三个模块通过网线经由一台路由器依次连接，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：所述雷达感知模块包括两台多线激光雷达，所述雷达感知模块用于获取监测区域内的点云，并传输到点云处理模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的散粮装车预警方法，其特征在于：所述点云处理模块包括用于处理点云工控机、连接各模块的有线路由器、控制音频的功放机和电源，所述点云处理模块用于处理...
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