一种集卡定位方法、系统、电子设备以及存储介质与流程

本发明涉及港口自动化，尤其涉及一种集卡定位方法、系统、电子设备以及存储介质。

背景技术：

1、随着全球贸易的不断增长，港口吞吐量不断增加，为了满足集装箱装卸的需求，港口面临着提高作业效率和减少作业成本的压力。岸边作业的桥吊等吊具是专业化集装箱港口的核心作业机械，其作业效率和安全生产直接影响船舶装卸速度。

2、目前，桥吊等吊具主要通过机械抓手实现集装箱的抓取，在进行装卸箱作业时，需要反复移动集卡使其车板的中心与机械抓手对齐，从而影响作业效率。因此，如何实现集卡的精准定位，以避免反复移动集卡是本发明亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集卡定位方法、系统、电子设备以及存储介质，以实现集卡精准停止在指定的目标位置，从而减少集卡与吊具的对位时间，提高港口装卸作业效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种集卡定位方法，所述方法包括：

4、获取作业指令，所述作业指令包括作业类型；

5、获取当前作业车道的二维车道点云数据；

6、基于所述二维车道点云数据和预先得到的地面点云数据，提取当前所述作业车道上目标集卡的二维集卡点云数据，其中，所述地面点云数据为所述作业车道清空时对应的二维点云数据；

7、基于所述二维集卡点云数据与所述地面点云数据，确定所述目标集卡的装载状态；

8、当所述装载状态与所述作业类型不匹配时，输出相应的预警提示信息；

9、当所述装载状态与所述作业类型匹配时，获取所述目标集卡的对标点位与指定的目标位置的相对位置关系，以使所述目标集卡能够根据所述相对位置关系进行位置调整，直至所述对标点位到达所述目标位置时停止。

10、进一步地，在所述目标集卡停止在所述目标位置后，所述方法还包括：

11、获取当前所述作业车道的三维车道点云数据；

12、基于所述三维车道点云数据，获取所述目标集卡的三维集卡点云数据；

13、基于所述三维集卡点云数据，获取所述目标集卡相对于所述作业车道的姿态。

14、进一步地，所述姿态包括所述目标集卡相对于所述作业车道的偏转角度、及/或所述目标集卡在所述作业车道的宽度方向的横向偏移距离。

15、进一步地，所述基于所述二维车道点云数据和预先得到的地面点云数据，提取当前所述作业车道上目标集卡的二维集卡点云数据，包括：

16、基于预先配置的集卡模型数据、集装箱模型数据和车道数据，对所述二维车道点云数据进行过滤；

17、从过滤后的所述二维车道点云数据中去除与所述地面点云数据匹配的数据，得到所述作业车道上存在的所有集卡的二维集卡点云数据；

18、其中，当所述作业车道上仅存在一辆集卡时，将该集卡作为所述目标集卡，当所述作业车道上存在的集卡超过一辆时，将最靠近所述目标位置的集卡作为所述目标集卡。

19、进一步地，所述基于所述二维集卡点云数据与所述地面点云数据，确定所述目标集卡的装载状态，包括：

20、基于所述二维集卡点云数据与所述地面点云数据，确定所述目标集卡的高度；

21、基于所述目标集卡的高度，判断所述目标集卡是否装载有集装箱。

22、进一步地，在提取到所述二维集卡点云数据之后，所述方法还包括：

23、基于所述二维集卡点云数据以及预先配置的集卡模型数据、集装箱模型数据，判断所述目标集卡为单箱集卡或双箱集卡，其中，所述双箱集卡具有两个箱位，且各所述箱位分别具有对应的对标点位；

24、当所述目标集卡为双箱集卡且两个箱位的装载状态相同时，所述获取所述目标集卡的对标点位与指定的目标位置的相对位置关系，以使所述目标集卡能够根据所述相对位置关系进行位置调整，包括：

25、获取所述目标集卡两个箱位各自的对标点位与所述目标位置的相对位置关系，并确定对标点位与所述目标位置更近的箱位为目标箱位，以使所述目标集卡能够根据所述目标箱位的对标点位与所述目标位置的相对位置关系进行位置调整。

26、第二方面，本发明提供一种集卡定位系统，所述系统包括：

27、接收模块，用于获取作业指令，所述作业指令包括作业类型；

28、点云获取模块，用于获取当前作业车道的二维车道点云数据；

29、取点模块，用于基于所述二维车道点云数据和预先得到的地面点云数据，提取当前所述作业车道上目标集卡的二维集卡点云数据，其中，所述地面点云数据为所述作业车道清空时对应的二维点云数据；

30、状态确定模块，用于基于所述二维集卡点云数据与所述地面点云数据，确定所述目标集卡的装载状态；

31、预警模块，用于当所述装载状态与所述作业类型不匹配时，输出相应的预警提示信息；

32、定位模块，用于当所述装载状态与所述作业类型匹配时，获取所述目标集卡的对标点位与指定的目标位置的相对位置关系，以使所述目标集卡能够根据所述相对位置关系进行位置调整，直至所述对标点位到达所述目标位置时停止。

33、第三方面，本发明提供一种集卡对位系统，包括：

34、安装于岸桥横梁上的云台，所述岸桥横梁横跨于所述作业车道上方；

35、安装于所述云台上的单线激光雷达；以及

36、与所述云台和所述单线激光雷达连接的工控机，所述工控机集成有如前所述的集卡定位系统；

37、其中，所述二维车道点云数据和所述地面点云数据由所述单线激光雷达扫描得到。

38、第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前所述的集卡定位方法的步骤。

39、第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述的集卡定位方法的步骤。

40、通过采用上述技术方案，本发明采用如下有益效果：

41、本发明通过获取所述目标集卡的对标点位与指定的目标位置的相对位置关系，以使所述目标集卡能够根据所述相对位置关系进行位置调整，从而能够使集卡精准停止在目标位置，减少后续集卡与吊具的对位时间，提高港口装卸作业效率。此外，本发明基于作业车道清空时的地面点云数据和当前的二维车道点云数据进行集卡定位，有利于提高定位精度。同时，通过判断目标集卡的装载状态与作业类型是否匹配，并在不匹配时输出相应的预警提示信息，能够提高集卡作业的安全性和有效性。

1.一种集卡定位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的集卡定位方法，其特征在于，在所述目标集卡停止在所述目标位置后，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的集卡定位方法，其特征在于，所述姿态包括所述目标集卡相对于所述作业车道的偏转角度、及/或所述目标集卡在所述作业车道的宽度方向的横向偏移距离。

4.根据权利要求1所述的集卡定位方法，其特征在于，所述基于所述二维车道点云数据和预先得到的地面点云数据，提取当前所述作业车道上目标集卡的二维集卡点云数据，包括：

5.根据权利要求1所述的集卡定位方法，其特征在于，所述基于所述二维集卡点云数据与所述地面点云数据，确定所述目标集卡的装载状态，包括：

6.根据权利要求1所述的集卡定位方法，其特征在于，在提取到所述二维集卡点云数据之后，所述方法还包括：

7.一种集卡定位系统，其特征在于，所述系统包括：

8.一种集卡对位系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的集卡定位方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的集卡定位方法的步骤。