车厢检测装置及系统的制作方法

1.本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及车厢检测装置及系统。


背景技术：

2.激光雷达由于具有极高的角度和距离分辨率，能够获得目标的深度图像，且，抗外界光干扰能力强，因此，广泛应用在各个领域。随着智能物流的发展，货运物流保证了运输的时效性，但如何优化装载率，以及探测车厢内的环境，以提高车厢利用率，监测运输货物的环境，并及时提醒工作人员提早做出应对措施，具有重要意义。
3.现有的检测方案主要包括两种：一种是通过深度相机进行测量车厢内装载体积，但是，由于货物颜色不同，反射率差异比较大，导致测距精度较低；另一种则是使用一台伺服电机带动一个360
°
单线扫描激光雷达进行扫描，但由于激光雷达每秒的扫描点频较少，导致测试点云有延时，降低了分辨率。因此，如何检测车厢内部，并保证检测效果是亟需解决的难题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供车厢检测装置及系统，不仅可以在保证扫描点频的基础上，增大检测视场角度，提高了检测效果，还减少了检测装置体积，降低了成本，具有较好的实用价值，便于在实际应用中推广实施。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种车厢检测装置，包括：激光雷达、开关门模块、温湿度模块和摄像头模块；其中，激光雷达包括控制模块，以及与控制模块通信连接的收发模块、水平扫描模块和俯仰扫描模块；开关门模块、温湿度模块和摄像头模块均与控制模块通信连接；控制模块，用于控制水平扫描模块和俯仰扫描模块进行角度旋转，并控制收发模块进行激光发射和接收，以获取车厢的点云数据；以及，获取开关门模块发送的车厢门状态信息、温湿度模块发送的车厢内部的温湿度信息和摄像头模块发送的车厢的图像信息，并根据点云数据、车厢门状态信息、温湿度信息和图像信息生成车厢的检测信息。
6.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，装置还包括安装支架，激光雷达、温湿度模块和摄像头模块集成安装在安装支架上。
7.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述激光雷达设置在安装支架内部，温湿度模块和摄像头模块均设置在安装支架侧面外壳上。
8.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述俯仰扫描模块包括第一电机和固定支架；其中，第一电机通过固定支架固定在安装支架上。
9.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述水平扫描模块包括第二电机和多面镜；其中，多面镜为四面镜或六面镜。
10.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述收发模块和水平扫描模块之间设置有光路单元；其中，光路单元包括折叠式反射镜。
11.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述激光
雷达还包括供电模块；其中，供电模块分别与控制模块、水平扫描模块和俯仰扫描模块连接；供电模块，用于对控制模块、水平扫描模块和俯仰扫描模块提供电能。
12.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，开关门模块包括霍尔接近开关；其中，霍尔接近开关设置在车厢的车厢门上。
13.优选地，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述装置还包括通信模块，通信模块的一端与控制模块连接，另一端与云端服务器连接；控制模块，还用于将生成的车厢的检测信息，通过通信模块发送至云端服务器；以及，通过通信模块获取云端服务器发送的控制指令，并按照控制指令执行相应的控制操作。
14.第二方面，本发明实施例还提供一种车厢检测系统，系统包括上述第一方面的车厢检测装置，以及云端服务器；其中，云端服务器与车厢检测装置通信连接。
15.本发明实施例带来了以下有益效果：
16.本发明实施例提供了车厢检测装置及系统，开关门模块、温湿度模块和摄像头模块均与激光雷达的控制模块通信连接，且，激光雷达还包括与控制模块连接的收发模块、水平扫描模块和俯仰扫描模块；控制模块控制水平扫描模块和俯仰扫描模块进行角度旋转，并控制收发模块进行激光发射和接收，以获取车厢的点云数据；以及，根据点云数据、开关门模块发送的车厢门状态信息、温湿度模块发送的温湿度信息和摄像头模块发送的车厢的图像信息，生成车厢的检测信息，不仅可以在保证扫描点频的基础上，增大检测视场角度，提高了检测效果，还将开关门模块、温湿度模块和摄像头模块与激光雷达共用控制模块，减少了检测装置体积，降低了成本，具有较好的实用价值，便于在实际应用中推广实施。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的一种车厢检测装置的示意图；
21.图2为本发明实施例提供的一种车厢检测系统的示意图；
22.图3为本发明实施例提供的另一种车厢检测装置的示意图；
23.图4为本发明实施例提供的一种激光雷达的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提
下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.为便于对本实施例进行理解，下面首先对本发明实施例提供的一种车厢检测装置进行详细介绍。
26.本发明实施例提供了一种车厢检测装置，如图1所示，车厢检测装置1包括：激光雷达10、开关门模块20、温湿度模块30和摄像头模块40；其中，激光雷达10包括控制模块11，以及与控制模块11通信连接的收发模块12、水平扫描模块13和俯仰扫描模块14；开关门模块20、温湿度模块30和摄像头模块40均与控制模块11通信连接，因此，通过开关门模块20、温湿度模块30和摄像头模块40与激光雷达10共用一个控制模块11，减少了车厢检测装置的体积，节省了成本。
27.其中，开关门模块20用于检测车厢的车厢门状态信息，这里车厢门状态信息包括车厢门打开和车厢门关闭两种状态，在实际应用中，开关门模块20优选为霍尔接近开关，并将霍尔接近开关设置在车厢的车厢门上；或者，也可以通过激光雷达10获取车厢门位置的点云数据，控制模块11根据车厢门位置的点云数据计算得到车厢门状态信息。以及，上述温湿度模块30用于检测车厢内部的温湿度信息，包括但不仅限于温湿度传感器等，具体可以根据实际情况进行设置。
28.具体地，控制模块11用于控制水平扫描模块13和俯仰扫描模块14进行角度旋转，并控制收发模块12进行激光发射和接收，以获取车厢的点云数据；以及，获取开关门模块20发送的车厢门状态信息、温湿度模块30发送的车厢内部的温湿度信息和摄像头模块40发送的车厢的图像信息，并根据点云数据、车厢门状态信息、温湿度信息和图像信息生成车厢的检测信息。因此，在检测过程中，控制模块11通过控制水平扫描模块13和俯仰扫描模块14进行角度旋转，并控制收发模块12进行激光发射和接收，通过对车厢进行水平方向和俯仰方向的同时扫描控制，不仅可以保证扫描点频，还增大了检测视场角度；以及，还结合了车厢的车厢门状态信息、温湿度信息和图像信息等，从而提高了车厢的检测精度和效率，进而便于优化车厢的装载率。
29.进一步，如图2所示，上述激光雷达10还包括供电模块15；其中，供电模块15分别与控制模块11、水平扫描模块13和俯仰扫描模块14连接；供电模块15用于对控制模块11、水平扫描模块13和俯仰扫描模块14提供电能。此外，还包括通信模块50，一般设置在车厢外部；通信模块50的一端与控制模块11连接，另一端与云端服务器2连接；控制模块11还用于将生成的车厢的检测信息，通过通信模块发送至云端服务器2；以及，通过通信模块50获取云端服务器2发送的控制指令，并按照控制指令执行相应的控制操作。
30.需要说明的是，在实际应用中，上述开关门模块20、温湿度模块30、摄像头模块40和通信模块50均通过线缆与激光雷达10的控制模块11连接。其中，通信模块50包括通信单元和定位单元，这里通信单元包括但不仅限于4g(the 4th generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)单元，定位单元包括但不仅限于gps(global positioning system，全球定位系统)，从而不仅可以实现车厢检测装置1与云端服务器2的通信，还可以获取车厢的位置信息等，具体通信模块50的结构可以根据实际情况进行设置。
31.以及，上述车厢检测装置还包括安装支架60，如图3所示，激光雷达10、温湿度模块30和摄像头模块40集成安装在安装支架60上，其中，激光雷达10设置在安装支架60内部，温
湿度模块30和摄像头模块40均设置在安装支架60侧面外壳上，从而通过将激光雷达10、温湿度模块30和摄像头模块40集成安装，并通过激光雷达10的控制模块11进行控制，减少了装置体积，降低了成本。
32.此外，对于激光雷达10，其中的俯仰扫描模块14包括第一电机和固定支架；其中，第一电机通过固定支架固定在安装支架60上，这里第一电机也可称为云台电机，如直流无刷中心中空的伺服电机，激光雷达10的线缆通过第一电机的中心轴穿出连接至控制模块11，以使控制模块11通过第一电机控制俯仰扫描模块14的扫描角度，同时，减少线折叠造成的线磨损；以及，在对面的立板上还设置有限位钉，用于限制扫描角度，如俯仰扫描的角度大于100
°
等，具体可以根据实际情况进行设置。
33.水平扫描模块13则包括第二电机和多面镜；第二电机通过线缆与控制模块11连接，以便控制模块11根据第二电机实现水平扫描模块13的控制；其中，多面镜为四面镜或六面镜，从而增加每秒线束，提高角度分辨率，同时，降低采集点云测试延时，提高了激光雷达10的水平扫描效率和分辨率，从而提高了车厢检测的效果。需要说明的是，水平扫描模块13的扫描角度可设置为大于100
°
，具体可以根据实际情况进行设置。
34.以及，如图4所示，收发模块12和水平扫描模块13之间设置有光路单元16；其中，光路单元16包括折叠式反射镜，从而通过折叠式反射镜，减小激光雷达10在水平方向的长度和纵向方向体积。需要说明的是，上述收发模块12可以是一路也可以是多路，使用收发分离形式，具体为发射和接收为上下结构，在发射和接收之间有一个隔板隔开，具体可以根据实际情况进行设置。
35.此外，激光雷达10还包括多个接口，如图4所示的开关门模块接口101、温湿度模块接口102、摄像头模块接口103和通信模块接口104，其中，开关门模块接口101用于与开关门模块20连接，温湿度模块接口102用于与温湿度模块30连接，摄像头模块接口103用于与摄像头模块40连接，通信模块接口104用于与通信模块50连接，具体接口的位置和数量可以根据实际情况进行设置，如设置多个温湿度模块接口和摄像头模块接口等，本发明实施例在此不作限制说明。
36.本发明实施例提供的车厢检测装置，不仅可以在保证扫描点频的基础上，增大检测视场角度，提高了检测效果，还将开关门模块、温湿度模块和摄像头模块与激光雷达共用控制模块，减少了检测装置体积，降低了成本，具有较好的实用价值，便于在实际应用中推广实施。
37.进一步，在上述车厢检测装置的基础上，本发明实施例还提供了一种车厢检测系统，如图2所示，该系统包括上述车厢检测装置1，以及云端服务器2；其中，云端服务器2与车厢检测装置1通信连接，即云端服务器2与车厢检测装置1中通信模块50连接。
38.具体地，用户或操作人员可以通过云端服务器2进行操作，并生成对应的控制指令，云端服务器2通过通信模块50将控制指令发送至控制模块11，以使控制模块11根据控制指令执行相应的控制操作，如控制水平扫描模块13和/或俯仰扫描模块14的旋转角度，温湿度模块30和摄像头模块40的开启等；以及，在检测过程中，控制模块11根据点云数据、车厢门状态信息、温湿度信息和图像信息生成车厢的检测信息，并将车厢的检测信息通过通信模块50发送至云端服务器2，以便用户或操作人员根据车厢的检测信息及时掌握车厢的装载率，以便对车厢的装载率进一步优化等，具有较好的实用价值。
39.本发明实施例提供的车厢检测系统，与上述实施例提供的车厢检测装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
40.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
41.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。