本發(fā)明涉及碼頭自動化作業(yè)，特別涉及一種基于激光邊緣檢測的鎖站穿行方法。

背景技術(shù)：

1、在自動化集裝箱碼頭中，碼頭鎖站作為集裝箱拆解鎖作業(yè)的關(guān)鍵設施，通常布置于岸橋車道邊或必經(jīng)路口。當作業(yè)量較大采用多線作業(yè)時，鎖站通過口會被壓縮。目前，車輛在通過鎖站時面臨諸多挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的自駕技術(shù)鎖站穿行方案通常的方案有純衛(wèi)星定位，視覺識別，激光識別；然而傳統(tǒng)的鎖站穿行方案效率較低，難以適應碼頭日益增長的作業(yè)需求，在鎖站通過口壓縮的情況下，容易造成交通擁堵，降低集裝箱流轉(zhuǎn)速度，進而影響碼頭整體作業(yè)效率。且現(xiàn)有的技術(shù)在處理鎖站區(qū)域的復雜環(huán)境信息，如準確識別鎖站邊緣、剔除中間多余柵欄干擾等方面存在不足，導致車輛在穿行鎖站時的路線規(guī)劃和矯正不夠精準，可能引發(fā)行駛抖動或安全問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光邊緣檢測的鎖站穿行方法，通過分階段擬合、相對位置過濾和路線權(quán)重縫合等策略，可精準識別鎖站邊緣，剔除干擾項，能有效提升鎖站穿行效率，減少車輛停留時間，還可降低穿行抖動，保障行駛安全，顯著提高自動化碼頭作業(yè)效率?，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于激光邊緣檢測的鎖站穿行方法，包括：

4、判斷車輛是否進入鎖站區(qū)域，并激活鎖站邊緣檢測模塊進行檢測，基于分段檢測策略對鎖站進行激光雷達掃描，定向剔除中間段多余干擾項；

5、采用定位權(quán)重結(jié)合多路線融合的拼接方案進行路線矯正，輸出符合標準的鎖站邊緣線，指導車輛進行路線矯正操作。

6、進一步的，判斷車輛是否進入鎖站區(qū)域，具體包括：

7、利用定位裝置實時獲取車輛的位置信息，并將獲取到的車輛位置信息與預先設定的鎖站區(qū)域范圍進行比對；

8、當車輛位置信息完全處于預先設定的鎖站區(qū)域范圍內(nèi)時，判定車輛進入鎖站區(qū)域；

9、當檢測到車輛位置信息部分或全部超出預先設定的鎖站區(qū)域范圍時，判定車輛未進入鎖站區(qū)域；

10、若在判定車輛未進入鎖站區(qū)域的過程中，車輛位置與鎖站區(qū)域邊界的距離在連續(xù)監(jiān)測周期內(nèi)持續(xù)減小，且減小幅度超過預設閾值，則判定車輛位置有向鎖站區(qū)域靠近的趨勢，持續(xù)監(jiān)測車輛位置信息，直至再次進行車輛位置信息與鎖站區(qū)域范圍的比對，重新確定車輛是否進入鎖站區(qū)域。

11、進一步的，所述分段檢測策略，包括進入鎖站、穿行鎖站以及駛出鎖站三個階段：

12、在進入鎖站階段：當通過定位裝置確定車輛逐漸靠近鎖站區(qū)域，且其位置信息顯示即將進入預先設定的鎖站區(qū)域范圍時，將車輛左側(cè)激光雷達掃描到的右側(cè)鎖站內(nèi)部邊緣激光點保存到用于左側(cè)鎖站邊緣檢測的左側(cè)點集合中，將車輛右側(cè)激光掃描到的左側(cè)鎖站激光點保存到用于右側(cè)鎖站邊緣檢測的右側(cè)點集合中；

13、在穿行鎖站階段：判定車輛已處于鎖站區(qū)域內(nèi)時，將車輛左側(cè)激光掃描到的左側(cè)鎖站內(nèi)部邊緣激光點保存到用于左側(cè)鎖站邊緣檢測的左側(cè)點集合中，將右側(cè)激光掃描到的右側(cè)鎖站激光點保存到用于右側(cè)鎖站邊緣檢測的右側(cè)點集合中；

14、在駛出鎖站階段：監(jiān)測到車輛即將離開鎖站區(qū)域時，持續(xù)按照穿行鎖站階段的操作方法，對左右兩側(cè)激光雷達掃描到的鎖站激光點分別保存到對應的左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中。

15、進一步的，在穿行鎖站階段，還包括：基于車輛搭載的傳感器獲取車輛底盤數(shù)據(jù)，基于車輛底盤數(shù)據(jù)確定中間護欄的距離范圍，依據(jù)中間護欄的距離范圍對獲取到的鎖站激光點進行干擾點過濾，判斷鎖站激光點與鎖站位置以及中間護欄距離范圍的關(guān)系，基于所述關(guān)系去除判定為屬于中間護欄的激光點。

16、進一步的，對鎖站進行激光雷達掃描，具體包括：

17、接收激光雷達設備輸出的原始掃描數(shù)據(jù)，包括鎖站激光點的三維坐標以及強度信息；

18、對獲取到的原始掃描數(shù)據(jù)進行預處理，并根據(jù)車輛的具體尺寸和鎖站區(qū)域的實際布局設定篩選條件；

19、基于實時獲取的車輛的位置信息判斷車輛的行駛狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整篩選條件；

20、對每個鎖站激光點進行實時條件判斷，依據(jù)預設的篩選條件以及動態(tài)調(diào)整后的篩選條件，對采集到的掃描數(shù)據(jù)進行篩選過濾，基于篩選結(jié)果獲取有效鎖站激光點。

21、進一步的，對鎖站進行激光雷達掃描，還包括：基于車輛的參考系對有效鎖站激光點進行分類，基于分段檢測策略將位于車輛的有效鎖站激光點保存至對應的左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中。

22、進一步的，對有效鎖站激光點進行分類，具體包括：

23、讀取左側(cè)點集合以及右側(cè)點集合中的有效鎖站激光點，基于有效鎖站激光點數(shù)據(jù)特征確定有效鎖站激光點數(shù)據(jù)類型；

24、根據(jù)有效鎖站激光點數(shù)據(jù)類型在鎖站激光掃描數(shù)據(jù)庫中匹配對應的激光掃描數(shù)據(jù)樣本；

25、基于激光掃描數(shù)據(jù)樣本確定有效鎖站激光點在空間坐標上的合理波動范圍和分布規(guī)律，生成用于數(shù)據(jù)校驗的約束條件；

26、根據(jù)生成的約束條件對左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中的有效鎖站激光點進行逐一校驗，將不符合約束條件的有效鎖站激光點標記為異常點；

27、若左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中異常點數(shù)量和偏離程度低于預設閾值，則根據(jù)周圍正常點的分布規(guī)律對異常點進行修正；

28、若左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中異常點數(shù)量或偏離程度高于預設閾值，則剔除異常點并進行異常預警。

29、進一步的，所述定向剔除中間段多余干擾項的操作，還包括：

30、在對左右兩側(cè)鎖站激光點進行干擾點過濾時，初始默認車輛在鎖站前方，對左右兩側(cè)鎖站激光點中距離車輛前方超過7.5米的鎖站激光點的數(shù)量進行統(tǒng)計；

31、若左右兩側(cè)鎖站激光點中距離車輛前方超過7.5米的鎖站激光點的數(shù)量超過一半時，則標記兩個特定標志，表示車輛未在鎖站對應側(cè)的狀態(tài)；

32、反之，當統(tǒng)計得到左右兩側(cè)鎖站激光點中距離車輛前方小于7.5米的鎖站激光點的數(shù)量超過一半時，則判定車輛處于鎖站中，標記兩個特定標志位，表示車輛在鎖站對應側(cè)的狀態(tài)。

33、進一步的，定向剔除中間段多余干擾項后，還包括：

34、對分別保存于左側(cè)點集合和右側(cè)點集合中的有效鎖站激光云進行處理，得到兩個分割點云集合，即左側(cè)分割點云集合和右側(cè)分割點云集合；

35、分別對左側(cè)分割點云集合和右側(cè)分割點云集合進行擬合直線操作，從而分別得到左右兩側(cè)鎖站邊緣直線的斜率和截距；

36、對左右兩側(cè)鎖站邊緣直線的斜率和截距進行校驗，基于校驗結(jié)果判斷左右兩側(cè)鎖站邊緣直線的斜率和截距是否符合標準，輸出符合標準的鎖站邊緣線參數(shù)。

37、進一步的，采用定位權(quán)重結(jié)合多路線融合的拼接方案進行路線矯正，具體包括：

38、判斷實時獲取的車輛位置信息是否在鎖站區(qū)域范圍內(nèi)，當車輛在鎖站區(qū)域時，讀取對應區(qū)域的配置信息，獲取鎖站激光邊緣線的相對偏置量，并計算實際偏置量與相對偏置量的差的絕對值，同時，獲取鎖站邊緣線的斜率絕對值；

39、當實際偏置量與相對偏置量的差的絕對值與鎖站邊緣線的斜率絕對值分別小于預設閾值時，則確認鎖站邊緣線符合矯正條件，保存當前時刻的鎖站邊緣線參數(shù)，并設置鎖站邊緣線識別狀態(tài)標志為有效，否則不進行路線矯正；

40、判斷當前車輛的定位狀態(tài)是否穩(wěn)定，若車輛定位狀態(tài)不穩(wěn)定，則計算當前偏置權(quán)重，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整偏置權(quán)重的值；

41、當鎖站邊緣線識別狀態(tài)標志為有效時，進行路線權(quán)重拼接判斷，判斷當前路線曲率是否滿足直線閾值，若曲率超過預設直線閾值，則記錄曲率超過直線閾值的路線點序號；

42、遍歷當前路線至曲率超限點序號的所有路線點，并讀取對應的矯正權(quán)重參數(shù)，依據(jù)矯正權(quán)重，對原始路線和鎖站邊緣線進行加權(quán)計算，生成最終矯正后的路線。

43、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

44、通過分階段采集鎖站邊緣激光點，精準確定鎖站邊緣位置，依據(jù)車輛底盤數(shù)據(jù)剔除中間護欄等干擾項，確保數(shù)據(jù)準確可靠，利用定位權(quán)重和多路線融合方案，綜合多種因素進行路線調(diào)整，在定位不穩(wěn)定時自動優(yōu)化，極大降低了車輛穿行鎖站時的抖動，保障運輸安全，減少集裝箱滑柜隱患，精準的檢測和矯正使車輛能快速通過鎖站，避免在鎖站區(qū)域擁堵，提升了集裝箱流轉(zhuǎn)速度，在碼頭多線作業(yè)、通過口狹窄的情況下，有效提高了自動化碼頭的整體作業(yè)效率，為碼頭高效運營提供有力支持。