一种车厢识别系统的制作方法

本实用新型涉及机械领域，尤其是装车自动化领域，具体为一种车厢识别系统。采用本申请能实现对车辆信息的自动定位测量，进而满足相应定位测量需求，提升自动化装车的效率，具有较好的应用前景。

背景技术：

目前，在工厂中，大量的货物需要进行装车和运输。为了提升装车效率，人们对装车系统进行了相应的改进。然而，实现自动化装车的前提在于对车辆的识别。由于运输车辆种类繁多，且尺寸各异，使得对车辆的识别就显得尤为重要。为此，人们进行了相应的研究，并取得了一定的成果。

中国专利申请CN201410534147.9公开了一种车厢的激光扫描测量及定位方法，该方法包括：激光测距传感器实时的测量传感器至车厢的距离，并将测量的数据实时地发送至控制器；位置传感器实时地获取激光测距传感器的坐标位置信息，并将坐标位置信息实时地发送至控制器；控制器接激光测距传感器的测量信息，判断测量信息的状态信息；并根据状态信息及激光测距传感器的坐标位置信息，确定车厢的相关信息(至少包括车厢的底盘高度)，并根据车厢的相关信息，定位车厢在采样区域的坐标范围信息；

所述激光测距传感器包括：固定设置在第一测量轨道上的固定激光测距传感器、可移动设置在第二测量轨道上的第一移动激光测距传感器以及设置在第三测量轨道上的第二移动激光测距传感器；所述第一测量轨道和所述第二测量轨道相对且平行设置；其中，所述第一测量轨道与所述车厢的第一侧边留有第一预设距离，所述第二测量轨道与所述车厢的第二侧边留有第二预设距离；所述车厢，较长边的一侧为所述第一侧边；所述车厢，较长边的另一侧为所述第二侧边；所述第一测量轨道和所述第二测量轨道的长度均大于所述车厢长度；

所述位置传感器获取所述激光测距传感器的测量坐标位置信息，并将所述测量坐标位置信息发送至所述控制器，包括：

位置传感器获取所述固定激光测距传感器在所述第一测量轨道上的第一测量坐标位置信息，并将所述第一测量坐标位置信息发送至所述控制器；

位置传感器获取所述第一移动激光测距传感器在所述第二测量轨道上的第二测量坐标位置信息，并将所述第二测量坐标位置信息发送至所述控制器；

位置传感器获取所述第二移动激光测距传感器在第三测量轨道上的第三测量坐标位置信息，并将所述第三测量坐标位置信息发送至所述控制器；其中，所述第三测量轨道垂直设置在所述第二测量轨道上，且可沿所述第二测量轨道移动；所述第三测量轨道的高度大于所述底盘的高度；

激光测距传感器测量其自身与车厢的垂直距离，并将所述垂直距离发送至控制器，包括：

所述固定激光测距传感器测量其自身与所述第一侧边之间的第一垂直距离，并将所述第一垂直距离发送至所述控制器；

所述第一移动激光测距传感器测量其自身与所述第二侧边之间的第二垂直距离，并将所述第二垂直距离发送至所述控制器；其中，所述第一侧边与所述第二侧边相对且平行设置；

所述第二移动激光测距传感器测量其自身与所述车厢之间的第三垂直距离，并将所述第三垂直距离发送至所述控制器；

所述控制器接收所述垂直距离，并判断所述垂直距离的状态信息，包括：

所述控制器实时接收所述第二垂直距离和所述第三垂直距离，并判断所述第二垂直距离和所述第三垂直距离是否在预设范围内发生突变，并在所述第二垂直距离和所述第三垂直距离在预设范围内发生突变时，记录发生的突变次数和所述突变前后的所述第一移动激光测距传感器的第二测量坐标位置信息和所述第二移动激光测距传感器的第三测量坐标位置信息。

该方案中，测距仪的光斑的直径为3-5毫米称为点测量，故使得车厢尺寸测量结果精确，并且整个过程无需人工测量。然而，采用前述方法，需要在工作区域安装三条测量轨道，现场施工量大，而且要求客户针对不同车型设置不同的工作范围，实用灵活性较差。

申请人在先也公开了一种车厢定位装置，申请号为CN201620999091.9，公开日为：20170405。该装置包括导轨、能沿导轨相对移动的第一运动机构、第二运动机构、定位传感器、控制系统，导轨为一组；第一运动机构包括第一支撑臂、第一驱动轮、第一电机，第一驱动轮分别设置在第一支撑臂的两端。然而，该方案中的激光传感器安装在一个行车驱动的机构上，扫描过程中需要行车的运动配合完成车厢信息的获取，应用范围受限。

为此，发明人进行了进一步的改进，以提高车厢测量和定位的准确性，提升企业的生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有的车厢激光扫描测定及定位方法，需要设置三条测量轨道，现场施工量大，实用灵活性较差，而申请人在先的车厢定位装置应用范围受限的问题，提供一种车厢识别系统。本申请能够适应不同种类、大小运料车的测量需求（即能够识别不同尺寸和高矮的运料车），且方便安装，不受现有工作场地限制，可靠性高。同时，基于本申请结构的改进，其能对车辆信息进行快速、有效的判断，且不受测量轨道等的限制，因而能降低运料车驾驶员操作难度，提高企业生产效率，降低企业用工成本。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，稳定性高，可靠性好，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种车厢识别系统，包括固定机架、一维云台、二维激光传感器、控制系统，所述一维云台设置在固定机架上且一维云台能相对固定机架转动，所述二维激光传感器设置在一维云台上且一维云台能带动二维激光传感器转动，所述二维激光传感器与控制系统相连且二维激光传感器能将测定的信号传输给控制系统并通过控制系统得到车厢信息。

所述控制系统包括：

标定模块，用于将二维激光传感器内部原点相对一维云台坐标转换，使二维激光传感器和一维运动坐标统一到空间坐标原点，提供数据采集分析基础数据；

数据采集模块，其分别与标定模块、二维激光传感器相连，用于将一维云台的角度信息和二维激光传感器采用的数据绑定在一起并发送给数据处理模块；

数据处理模块，其与数据采集模块相连，用于对数据采集模块采集的信息进行处理，并得到车厢信息；

数据输出模块，其与数据处理模块相连，用于将数据处理模块得到的车厢信息输出。

还包括与控制系统相配合的显示设备。

所述显示设备为显示器、移动手持终端中的一种或多种，所述显示器与控制系统相连，所述移动手持终端通过无线信号传输设备与控制系统相连。

所述二维激光传感器的发射方向垂直于一维云台的运动方向。

所述一维云台包括转动杆、用于为转动杆提供动力的转动驱动单元，所述转动杆与固定机架铰接，所述转动驱动单元与控制系统相连，所述转动驱动单元与转动杆相连且转动驱动单元能带动转动杆相对固定机架转动，所述二维激光传感器与转动杆相连。

所述二维激光传感器的发射方向垂直于转动杆转动所在平面。

所述一维云台还包括与控制系统的相连的角度反馈装置，且能将转动杆的角度信息传递给控制系统。

针对前述问题，本申请提供一种车厢识别系统。如前所述，现有的激光扫描测量及定位方法中，需要安装三条测量轨道，并基于测量轨道，进行相应的扫描测量及定位。而申请人在先的车厢定位装置中，需要行车的配合，才能完成车厢信息的获取，这使得其应用范围受限。为此，发明人打破常规设计，提供一种新的车厢识别系统。

本申请的车厢识别系统包括固定机架、一维云台、二维激光传感器、控制系统。本申请中，一维云台设置在固定机架上，二维激光传感器设置在一维云台上，二维激光传感器与控制系统相连。同时，控制系统包括标定模块、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块。该结构中，固定机架为整个识别系统提供支撑，一维云台相对固定机架转动并带动二维激光传感器同步转动，固定机架、一维云台、二维激光传感器共同构成机架与固定单元。同时，标定模块用于将二维激光传感器内部原点相对一维云台坐标转换，使其坐标统一到空间坐标原点，提供数据采集分析基础数据；数据采集模块用于将一维云台的角度信息和二维激光传感器采用的数据绑定在一起并发送给数据处理模块；数据处理模块与数据采集模块相连，通过数据处理模块对采集的数据进行处理；数据处理模块与数据输出模块相连，用于将数据处理模块得到的车厢信息输出。

该系统工作时，控制系统控制一维云台、二维激光传感器同时工作，一维云台绕固定机架在平面内转动，并带动二维激光传感器同步运动。二维激光传感器在运动过程中，同步采集数据。同时，数据采集模块将一维云台的角度信息和二维激光传感器采用的数据绑定在一起，并发送给数据处理模块。数据处理模块基于接收的信息，进行分析和识别，得到车厢的信息，包括车厢大小、相对位置、有无拉筋、耳朵等。最终，数据处理模块将分析的结果通过数据输出模块输出。

基于结构的改进，本申请不需要设置相应的测量轨道，也无需相应行车的运动配合，因而具有极好的适应性和适用范围。同时，结构的改进，使得本申请能够适应不同种类、大小运料车的识别需求，能够准确识别车厢信息。同时，本系统的安装使用方便，对现有设备不做任何改造即可实现无人工直接参与的车厢自动定位，能够极大缩短设备的安装时间。采用本申请，能够有效提高装车效率，实现自动化装车，降低企业的人力成本和管理成本。与现有识别装置相比，本申请有效的简化了整体的结构，且具有较高的稳定性和可靠性，能够满足工厂化生产应用的需求。本申请构思巧妙，设计合理，结构简单，使用方便，具有较高的应用价值，和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

进一步，本申请还包括与控制系统相配合的显示设备，显示设备可以为显示器、移动手持终端中的一种或多种。更具体的，显示器可以直接与控制系统相连，显示识别的车厢信息；或移动手持终端通过无线信号传输设备与控制系统相连，控制系统通过无线信号传输设备，将车辆的识别信息传递给移动手持终端。其中，移动手持终端可以为iPad、手机，或其他移动显示设备。

进一步，二维激光传感器的发射方向垂直于一维云台的运动方向。一维云台包括转动杆、转动驱动单元，转动杆与固定机架铰接，转动驱动单元与转动杆相连，控制系统与转动驱动单元相连，二维激光传感器与转动杆相连。该结构中，控制系统控制转动驱动单元工作，使得转动驱动单元带动转动杆上的二维激光传感器相对固定机架同步转动，进而实现空间三维数据的采集。更具体地，二维激光传感器的发射方向垂直于转动杆转动所在平面；一维云台还包括角度反馈装置，且角度反馈装置能将转动杆的角度信息传递给控制系统。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的有益效果：

1）本申请采用云台加二维激光传感器从车身上方对车厢进行扫描，数据处理获得车厢三维信息的方式，整体结构简单，易于操作，使用方便；

2）本申请对识别系统的结构进行了全新的改进和优化，使其不受导轨和行车机构等的限制，极大拓展其应用范围；

3）本申请结构简单，安装方便，易于维护，对现有设备不做任何改造即可实现无人工直接参与的车厢自动定位，能够极大缩短设备的安装时间；

4）本申请能自动扫描各种大小不同的运料车车厢尺寸、车厢离地高度、栏板高度和车辆停斜角度，识别快速、准确，能够大幅提升企业的生产效率；

5）本申请具有较好的稳定性和可靠性，能够满足工厂等恶劣环境下的应用需求，有效提高企业的生产效率，降低人力成本和管理成本，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

附图说明

图1为实施例1中车厢识别系统的结构示意图。

图2为图1中I的局部放大示意图。

图中标记：1、固定机架，2、一维云台，3、二维激光传感器，4、控制系统，5、车厢。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，本实施例的车厢识别系统包括固定机架、一维云台、二维激光传感器、控制系统。其中，固定机架用于为车厢识别系统提供支撑；一维云台设置在固定机架上，二维激光传感器设置在一维云台上，二维激光传感器与控制系统相连；该结构中，二维激光传感器的发射方向垂直于一维云台运动方向所在平面。同时，控制系统包括标定模块、数据采集模块、数据处理模块、数据输出模块。标定模块用于将二维激光传感器内部原点相对一维云台坐标转换，使二维激光传感器和一维运动坐标统一到空间坐标原点，提供数据采集分析基础数据；数据采集模块分别与标定模块、二维激光传感器相连，数据采集模块用于将一维云台的角度信息和二维激光传感器采用的数据绑定在一起并发送给数据处理模块；数据处理模块与数据采集模块相连，数据处理模块用于对数据采集模块采集的信息进行处理，并得到车厢信息；数据输出模块与数据处理模块相连，数据处理模块通过数据输出模块将得到的车厢信息输出。

该系统的工作过程如下：首先，标定模块将二维激光传感器内部原点相对一维云台坐标转换，使二维激光传感器和一维运动坐标统一到空间坐标原点，提供数据采集分析基础数据；然后，一维云台带动二维激光传感器相对固定机架同步转动；数据采集模块将一维云台的角度信息和二维激光传感器采用的数据绑定在一起，并发送给数据处理模块；数据处理模块对数据采集模块采集的信息进行处理，根据采集的角度、空间坐标信息得到车厢信息，并通过数据输出模块输出，进而完成对车厢的识别工作。

进一步，本实施例还包括与控制系统相连的显示器，其能显示车厢的相关信息。进一步，本实施例也采用移动手持终端显示车厢的相关信息，移动手持终端可通过无线信号传输设备与控制系统相连。

进一步，本实施例提供一种一维云台的具体结构，其包括转动杆、用于为转动杆提供动力的转动驱动单元，转动杆与固定机架铰接，转动驱动单元与控制系统相连，转动驱动单元与转动杆相连，二维激光传感器与转动杆相连。该结构中，控制系统通过转动驱动单元控制转动杆转动，转动杆转动的同时则带动二维激光传感器沿其转动所在平面运动，从而实现相应的数据采集。

本实施例的识别系统构思巧妙，结构简单，使用方便，易于安装维护，可靠性高，稳定性好，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。