本技術涉及點云掃描，具體涉及一種集裝箱艙室導軌間隙分析方法、系統及設備。

背景技術：

1、在集裝箱船舶運輸過程中，集裝箱艙室導軌的間隙控制是保證集裝箱安全裝卸的關鍵因素。由于船舶航行過程中的振動、沖擊以及長期使用造成的磨損，導軌間隙可能發生變化，若間隙過大或過小都會影響集裝箱的裝卸安全，嚴重時可能導致集裝箱卡阻或發生碰撞事故。因此，需要對導軌間隙進行定期檢測，以確保其始終處于安全范圍內。

2、現有技術中通常采用激光測距儀對導軌間隙進行測量，并將測量數據輸入計算機進行分析。這種方法雖然能夠獲取導軌間隙的數值，但由于測量點位分散且單一，難以獲得導軌的整體輪廓信息，無法準確反映導軌各個位置的間隙變化規律，導致導軌間隙測量結果存在較大誤差。

技術實現思路

1、本技術提供一種集裝箱艙室導軌間隙分析方法、系統及設備，用于減小導軌間隙測量的誤差。

2、第一方面，本技術提供了一種集裝箱艙室導軌間隙分析方法，方法包括：獲取集裝箱艙室內多個掃描站點的點云數據，將多個所述掃描站點的點云數據進行配準拼接，生成所述集裝箱艙室的點云數據模型；對所述點云數據模型進行剖面視圖切割，生成多個橫向剖面，從多個所述橫向剖面中提取導軌點云數據；在所述導軌點云數據的基礎上，構建集裝箱下落的仿真環境，在所述仿真環境中設置多個檢測層位，并在各所述檢測層位設置碰撞檢測點；在所述仿真環境中加載標準集裝箱模型，并在所述仿真環境中模擬所述標準集裝箱模型下落運動，獲取所述標準集裝箱模型下落過程中所述標準集裝箱模型與所述碰撞檢測點之間的位置關系；根據所述位置關系，計算各所述檢測層位處導軌與所述標準集裝箱模型之間的間隙值，并根據所述間隙值，生成導軌分析報告。

3、通過采用上述技術方案，通過采集多個掃描站點的點云數據并進行配準拼接，能夠獲取完整的艙室點云數據模型，解決了單點測量導致的數據分散問題。通過對點云模型進行橫向剖面切割并提取導軌點云數據，可以全面獲取導軌的空間輪廓信息。在此基礎上構建仿真環境并設置多個檢測層位的碰撞檢測點，結合標準集裝箱模型的下落運動仿真，能夠準確獲取集裝箱與導軌之間的實際位置關系，從而計算出各檢測層位的間隙值，最終生成全面、準確的導軌分析報告，有效減小導軌間隙測量的誤差。

4、可選的，所述對所述點云數據模型進行剖面視圖切割，生成多個橫向剖面，從多個所述橫向剖面中提取導軌點云數據，包括：沿豎直方向對所述點云數據模型進行等間距切割，生成所述多個橫向剖面；對所述多個橫向剖面進行點云密度分析，獲取點云密度較高的區域作為導軌候選區域；根據預先標定的導軌幾何特征參數，對所述導軌候選區域進行特征匹配，得到所述導軌點云數據。

5、通過采用上述技術方案，通過對點云數據模型進行等間距切割，確保了橫向剖面的均勻分布，為后續分析提供了完整的數據基礎。采用點云密度分析方法識別導軌候選區域，有效過濾了非導軌區域的干擾點云。結合預先標定的導軌幾何特征參數進行特征匹配，可以準確提取出導軌的點云數據，提高了導軌點云數據提取的準確性和可靠性。

6、可選的，所述方法還包括：從所述點云數據模型中提取所述集裝箱艙室底部點云數據；對所述底部點云數據中的堆錐區域進行點云密度聚類分析，確定堆錐實際安裝位置；計算所述堆錐實際安裝位置與預設的標準堆錐安裝位置的偏差數值，并根據所述偏差數值生成堆錐分析報告。

7、通過采用上述技術方案，通過從點云數據模型中提取艙室底部點云數據并對堆錐區域進行點云密度聚類分析，能夠精確定位堆錐的實際安裝位置。將實際安裝位置與標準安裝位置進行對比計算偏差數值，并生成堆錐分析報告，不僅擴展了點云數據的應用范圍，還能及時發現堆錐安裝位置異常，為集裝箱安全裝卸提供了更全面的保障。

8、可選的，所述方法還包括：從所述點云數據模型中提取所述集裝箱艙室底部點云數據；對所述底部點云數據中的水平墊板區域進行平面擬合處理，確定所述水平墊板區域的平面方程；根據所述平面方程，計算所述水平墊板區域內各點到擬合平面的距離；根據所述水平墊板區域內各點到擬合平面的距離，確定水平墊板的平整度值，并根據所述平整度值生成水平墊板分析報告。

9、通過采用上述技術方案，通過從點云數據模型中提取艙室底部點云數據并對堆錐區域進行點云密度聚類分析，能夠精確定位堆錐的實際安裝位置。將實際安裝位置與標準安裝位置進行對比計算偏差數值，并生成堆錐分析報告，不僅擴展了點云數據的應用范圍，還能及時發現堆錐安裝位置異常，為集裝箱安全裝卸提供了更全面的保障。

10、可選的，所述在所述仿真環境中加載標準集裝箱模型，并在所述仿真環境中模擬所述標準集裝箱模型下落運動，包括：根據集裝箱實際的裝載重量，設置所述標準集裝箱模型的下落重力參數；根據集裝箱實際的下落速度，設置所述標準集裝箱模型的下落速度參數；將所述標準集裝箱模型加載至所述仿真環境中預設的初始位置；根據所述下落重力參數和所述下落速度參數，在所述仿真環境中模擬所述標準集裝箱模型下落運動。

11、通過采用上述技術方案，通過設置與實際裝載重量和下落速度相對應的重力參數和速度參數，并將標準集裝箱模型加載至預設的初始位置，使仿真環境中的集裝箱下落運動更貼近實際工況。這種基于實際參數的運動仿真方式，能夠準確反映集裝箱在下落過程中與導軌之間的真實動態關系，提高了導軌間隙分析的準確性和可靠性。

12、可選的，所述根據所述間隙值，生成導軌分析報告，包括：將各所述檢測層位的間隙值與預設的標準間隙閾值進行對比；標記超出所述標準間隙閾值的異常檢測層位；生成包含所述異常檢測層位信息的導軌分析報告。

13、通過采用上述技術方案，通過將各檢測層位的間隙值與預設的標準間隙閾值進行對比，并標記超出閾值的異常檢測層位，可以直觀地識別出導軌間隙異常的具體位置。生成的導軌分析報告包含異常檢測層位信息，有助于維護人員快速定位問題區域，及時進行導軌維護和調整，提高了導軌維護的針對性和效率。

14、可選的，所述根據所述間隙值，生成導軌分析報告之后，還包括：根據所述導軌分析報告中的異常檢測層位信息，生成導軌檢修建議方案；根據所述導軌檢修建議方案對異常檢測層位進行檢修處理，并在檢修完成后重新進行導軌間隙分析，直至各所述檢測層位的間隙值均在所述標準間隙閾值范圍內。

15、通過采用上述技術方案，基于導軌分析報告中的異常檢測層位信息生成檢修建議方案，并對異常位置進行針對性檢修，通過檢修后的重新分析驗證，確保各檢測層位的間隙值均在標準間隙閾值范圍內，形成了一個完整的檢測-檢修-驗證閉環，不僅提高了導軌檢修的準確性和效率，還能確保檢修效果滿足安全要求。

16、第二方面，本技術提供一種集裝箱艙室導軌間隙分析系統，所述系統包括：獲取模塊、切割模塊、構建模塊、仿真模塊及生成模塊；其中，所述獲取模塊，用于獲取集裝箱艙室內多個掃描站點的點云數據，將多個所述掃描站點的點云數據進行配準拼接，生成所述集裝箱艙室的點云數據模型；所述切割模塊，用于對所述點云數據模型進行剖面視圖切割，生成多個橫向剖面，從多個所述橫向剖面中提取導軌點云數據；所述構建模塊，用于在所述導軌點云數據的基礎上，構建集裝箱下落的仿真環境，在所述仿真環境中設置多個檢測層位，并在各所述檢測層位設置碰撞檢測點；所述仿真模塊，用于在所述仿真環境中加載標準集裝箱模型，并在所述仿真環境中模擬所述標準集裝箱模型下落運動，獲取所述標準集裝箱模型下落過程中所述標準集裝箱模型與所述碰撞檢測點之間的位置關系；所述生成模塊，用于根據所述位置關系，計算各所述檢測層位處導軌與所述標準集裝箱模型之間的間隙值，并根據所述間隙值，生成導軌分析報告。

17、第三方面，本技術提供一種電子設備，采用如下技術方案：包括處理器、存儲器、用戶接口及網絡接口，所述存儲器用于存儲指令，所述用戶接口和網絡接口用于給其他設備通信，所述處理器用于執行所述存儲器中存儲的指令，以使所述電子設備執行如上述任一種集裝箱艙室導軌間隙分析方法的計算機程序。

18、第四方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質，采用如下技術方案：存儲有能夠被處理器加載并執行上述任一種集裝箱艙室導軌間隙分析方法的計算機程序。

19、綜上所述，本技術包括以下至少一種有益技術效果：

20、通過采集多個掃描站點的點云數據并進行配準拼接，能夠獲取完整的艙室點云數據模型，解決了單點測量導致的數據分散問題。通過對點云模型進行橫向剖面切割并提取導軌點云數據，可以全面獲取導軌的空間輪廓信息。在此基礎上構建仿真環境并設置多個檢測層位的碰撞檢測點，結合標準集裝箱模型的下落運動仿真，能夠準確獲取集裝箱與導軌之間的實際位置關系，從而計算出各檢測層位的間隙值，最終生成全面、準確的導軌分析報告，有效減小導軌間隙測量的誤差。