货物轮廓激光扫描成像及最优匹配载体的研究.pdf

摘要

为了保证货物运输安全，首先要考虑的是货物是否超载，而影响货物超载的重

要因素是货物及车辆的尺寸测量是否精准。目前，现场的工作模式大多数是基于人

工测量方法得到货物及车辆的尺寸，再根据测得的尺寸制定货物最优匹配方案。基

于此方法得到的数据精确性较差，货物的匹配方案实用性偏低，运输过程的安全性

也得不到保障。为了解决此问题，本文基于激光扫描测距技术开发了货物及车辆轮

廓激光点云成像系统，并依据图像获取的尺寸信息，开发了货物最优匹配方案辅助

设计系统，使数据更加精确可靠，制定的匹配方案更加经济合理，运输过程更加安

全。具体内容如下：

（1）构建了货物及车辆轮廓激光三维点云成像的硬件系统。根据三维点云成像

的需求，本系统选择激光扫描测距仪UTM-30LX-EW作为采集设备，选择力矩电动

机辅助激光扫描测距仪转动，选用12V锂电池作为电源。选用锂电池保护芯片

DW01和8205A芯片构建锂电池保护电路，选用SR9900A以太网控制器芯片构建激

光扫描测距仪与平板电脑的通信电路，实现了激光测距扫描仪与平板电脑之间的数

据传输。

（2）开发了货物及车辆轮廓激光三维点云成像的软件系统。以Matlab作为开发

平台，开发了激光点云采集软件和三维点云合成软件，分为两个软件使采集与合成

过程更加安全可靠。激光点云采集软件实现了点云数据的采集和雷达数据的保存等

功能；三维点云合成软件实现了三维点云数据合成、三维目标截取、货物及车辆轮

廓三视图的生成、三视图的数据标注等功能。

（3）在软件的算法优化方面，针对激光扫描测距仪采集生成的货物及车辆轮廓

的三维点云图像，使用双边滤波算法对三维点云图像去噪，使生成的三维点云图像

更加清晰，测量得到的数据更加精确。

（4）开发了货物的最优匹配方案辅助设计系统。以VisualStudio2019作为开发

平台，基于Vue框架开发了货物最优匹配方案辅助设计系统，选择SQLServer数据

库储存货物及车辆轮廓激光三维点云图像的数据，制定出单个货物、多种同类型货

物和多种不同类型货物的最优匹配方案，提高了货物匹配效率，同时也节约了劳动

成本。

本文基于激光扫描测距技术对货物及车辆轮廓进行激光三维点云成像，并依据

图像得到的尺寸信息制定了电子化的货物最优匹配方案。从现场测试情况来看，本

系统解决了对货物及车辆轮廓的尺寸测量不方便、效率低下和数据精准度差等问题，

使货物在匹配的过程中节约了大量的时间。同时，在保障货物运输安全方面中也发

挥了重要的作用。

Vue

关键词：激光扫描测距仪；三维点云；滤波算法；框架；最优匹配

ABSTRACT

Toensurethesafetyofcargotransportation,thefirstfactortoconsideriswhetherthe

cargoisoverloaded,andtheimportantfactoraffectingcargooverloadiswhetherthesize

measurementofthecargoandthevehicleisaccurate.Atpresent,mostoftheon-site

workingmodesarebasedonthemanualmeasurementmethodtoobtainthesizeofthe

cargoandvehicles,andthenformulatetheoptimalmatchingschemeforthecargo

accordingtothemeasureddimensions.Theaccuracyofthedataobtainedbasedonthis

methodispoor,thepracticabilityoftheformulatedcargomatchingschemeislow,andthe

safetyofthetransportationprocesscannotbeguaranteed.Inordertosolvethisproblem,