本申请涉及挖掘机技术领域，具体涉及挖掘机辅助感知方法及装置、挖掘机。本申请在应用时，获取挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据后，对场景三维数据进行裁剪以得到精简后的有效场景三维数据，从而减少了数据量，能够提高该挖掘机辅助感知方法的整体执行效率以及节省算力。然后根据挖掘机的当前姿态数据和结构参数，可以获知铲斗在当前状态下相对于固定车体的第一空间位置，再根据有效场景三维数据和第一空间位置进行换算，便可以得知铲斗在当前状态下相对于当前作业区域的第二空间位置，即得到了铲斗当前状态下的具体位置，根据具体位置可以执行精准的操控以及避免发生碰撞事故。撞事故。撞事故。
【技术实现步骤摘要】
挖掘机辅助感知方法及装置、挖掘机
[0001]本申请涉及挖掘机
，具体涉及挖掘机辅助感知方法及装置、挖掘机。
技术介绍
[0002]遥控挖掘机作业可以解除作业人员在物理上的时空限制，提高作业的灵活性和效率，也可规避作业人员在恶劣环境或危险工况下的作业风险。而且机械设备不存在体力疲劳和人身安全问题，可以极大地提高工作效率，延长工作时间，扩大工作范围。近年来随着计算机视觉技术的发展和计算机视觉技术的发展，计算机视觉技术在三维重建和三维测量中的应用越来越广泛。
[0003]操作人员在进行远程控制挖掘机作业时，只能参考摄像头拍摄下来的现场二维平面图像，缺乏现场操作时的三维感知，在挖掘过程中容易造成空斗。随着计算机技术和人工智能技术的迅速发展，利用机器学习技术实现对观测目标的自动实时检测与跟踪，已成为一种必然趋势。在挖掘机作业过程中，如何通过三维感知技术，获知挖掘机的铲斗在当前作业区域的准确位置，是本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本申请提供了一种挖掘机辅助感知方法及装置、挖掘机，能够获知挖掘机的铲斗在当前作业区域的准确位置，使得挖掘工作更加精准。
[0005]第一方面，本申请提供的一种挖掘机辅助感知方法，应用于一种挖掘机，所述挖掘机包括固定车体和活动车体，所述活动车体包括动臂、斗杆以及铲斗；所述挖掘机辅助感知方法包括：获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据；对所述场景三维数据进行裁剪，得到预设区域范围内的有效场景三维数据；获取所述挖掘机的当前姿态数据以及结构参数；根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置；以及根据所述有效场景三维数据以及所述第一空间位置，确定所述铲斗相对于所述当前作业区域的第二空间位置。
[0006]第一方面在使用时，获取挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据后，对场景三维数据进行裁剪以得到精简后的有效场景三维数据，从而减少了数据量，能够提高该挖掘机辅助感知方法的整体执行效率以及节省算力。然后根据挖掘机的当前姿态数据和结构参数，可以获知铲斗在当前状态下相对于固定车体的第一空间位置，再根据有效场景三维数据和第一空间位置进行换算，便可以得知铲斗在当前状态下相对于当前作业区域的第二空间位置，即得到了铲斗当前状态下的具体位置，根据具体位置可以执行精准的操控以及避免发生碰撞事故。
[0007]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述固定车体上设有激光雷达；其中，所述获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据包括：获取所述激光雷达检测得到的所述当前作业区域的地面的第一雷达点云数
据，所述第一雷达点云数据基于所述激光雷达为参照点；获取所述挖掘机的结构参数；根据所述结构参数，确定所述动臂与所述固定车体的铰点在所述固定车体上的第三空间位置；获取所述激光雷达在所述固定车体上的第四空间位置；以及根据所述第三空间位置和第四空间位置，将所述第一雷达点云数据转换为以所述铰点为参照点的第二雷达点云数据，将所述第二雷达点云数据作为所述场景三维数据。
[0008]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述固定车体上设有深感摄像装置；其中，所述获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据包括：获取所述深感摄像装置检测得到所述当前作业区域的地面的第一深度图像数据，所述第一深度图像数据基于所述深感摄像装置为参照点；获取所述挖掘机的结构参数；根据所述结构参数，确定所述动臂与所述固定车体的铰点在所述固定车体上的第三空间位置；获取所述深感摄像装置在所述固定车体上的第五空间位置；以及根据所述第三空间位置和第五空间位置，将所述第一深度图像数据转换为以所述铰点为参照点的第二深度图像数据，将所述第二深度图像数据作为所述场景三维数据。
[0009]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：获取当前操控指令数据；以及根据所述当前操控指令数据得到所述铲斗在竖直方向上的竖向工作区域；其中，所述对所述场景三维数据进行裁剪，得到预设区域范围内的有效场景三维数据包括：根据所述竖向工作区域得到所述当前作业区域的地面上的裁剪区域；以及根据所述裁剪区域裁剪所述场景三维数据，得到所述有效场景三维数据。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述获取所述挖掘机的当前姿态数据以及结构参数包括：获取所述动臂的第一姿态数据及第一结构数据；获取所述斗杆的第二姿态数据及第二结构数据；获取所述铲斗的第三姿态数据及第三结构数据；以及获取所述固定车体的第四结构数据；其中，所述根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置包括：根据所述第一结构数据、所述第二结构数据、所述第三结构数据、第四结构数据、所述第一姿态数据、所述第二姿态数据以及所述第三姿态数据，确定所述第一空间位置。
[0011]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置还包括：根据所述第一结构数据、所述第二结构数据、所述第三结构数据、第四结构数据、所述第一姿态数据、所述第二姿态数据以及所述第三姿态数据，确定所述铲斗上的中心齿尖，在所述固定车体的参照系中的第一齿尖空间位置；其中，所述根据所述有效场景三维数据以及所述第一空间位置，确定所述铲斗相对于所述当前作业区域的第二空间位置包括：根据所述有效场景三维数据以及所述第一齿尖空间位置，得到所述中心齿尖的第一离地高度。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置还包括：根据所述第一结构数据、所述第二结构数据、所述第三结构数据、第四结构数据、所述第一姿态数据、所述第二姿态数据以及所述第三姿态数据，分别确定所述铲斗上的各个齿尖，在所述固定车体的参照系中的第二齿尖空间位置；其中，所述根据所述有效场景三维数据以及所述第一空间位置，确定所述铲斗相对于所述当前作业区域的第二空间位置包括：根据所述有效场景三维数据以及所述第二齿尖空间位置，分别得到各个所述齿尖的第二离地高
度。
[0013]结合第一方面，在一种可能的实现方式中，在所述获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据之后，所述方法还包括：检测所述场景三维数据中的数据点是否相互连续；以及若所述场景三维数据中存在不连续的未知点，则根据所述未知点相邻的所述数据点，推算得到所述未知点对应的所述数据点。
[0014]第二方面，本申请提供一种挖掘机辅助感知装置，应用于一种挖掘机，所述挖掘机包括固定车体和活动车体，所述活动车体包括动臂、斗杆以及铲斗；所述挖掘机辅助感知装置包括：场景数据获取模块，配置为：获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种挖掘机辅助感知方法，应用于一种挖掘机，所述挖掘机包括固定车体和活动车体，所述活动车体包括动臂、斗杆以及铲斗；其特征在于，所述挖掘机辅助感知方法包括：获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据；对所述场景三维数据进行裁剪，得到预设区域范围内的有效场景三维数据；获取所述挖掘机的当前姿态数据以及结构参数；根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置；以及根据所述有效场景三维数据以及所述第一空间位置，确定所述铲斗相对于所述当前作业区域的第二空间位置。2.根据权利要求1所述的挖掘机辅助感知方法，其特征在于，所述固定车体上设有激光雷达；其中，所述获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据包括：获取所述激光雷达检测得到的所述当前作业区域的地面的第一雷达点云数据，所述第一雷达点云数据基于所述激光雷达为参照点；获取所述挖掘机的结构参数；根据所述结构参数，确定所述动臂与所述固定车体的铰点在所述固定车体上的第三空间位置；获取所述激光雷达在所述固定车体上的第四空间位置；以及根据所述第三空间位置和第四空间位置，将所述第一雷达点云数据转换为以所述铰点为参照点的第二雷达点云数据，将所述第二雷达点云数据作为所述场景三维数据。3.根据权利要求1所述的挖掘机辅助感知方法，其特征在于，所述固定车体上设有深感摄像装置；其中，所述获取以所述固定车体为参照系，扫描得到的所述挖掘机所在的当前作业区域的场景三维数据包括：获取所述深感摄像装置检测得到所述当前作业区域的地面的第一深度图像数据，所述第一深度图像数据基于所述深感摄像装置为参照点；获取所述挖掘机的结构参数；根据所述结构参数，确定所述动臂与所述固定车体的铰点在所述固定车体上的第三空间位置；获取所述深感摄像装置在所述固定车体上的第五空间位置；以及根据所述第三空间位置和第五空间位置，将所述第一深度图像数据转换为以所述铰点为参照点的第二深度图像数据，将所述第二深度图像数据作为所述场景三维数据。4.根据权利要求1所述的挖掘机辅助感知方法，其特征在于，还包括：获取当前操控指令数据；以及根据所述当前操控指令数据得到所述铲斗在竖直方向上的竖向工作区域；其中，所述对所述场景三维数据进行裁剪，得到预设区域范围内的有效场景三维数据包括：
根据所述竖向工作区域得到所述当前作业区域的地面上的裁剪区域；以及根据所述裁剪区域裁剪所述场景三维数据，得到所述有效场景三维数据。5.根据权利要求1所述的挖掘机辅助感知方法，其特征在于，所述获取所述挖掘机的当前姿态数据以及结构参数包括：获取所述动臂的第一姿态数据及第一结构数据；获取所述斗杆的第二姿态数据及第二结构数据；获取所述铲斗的第三姿态数据及第三结构数据；以及获取所述固定车体的第四结构数据；其中，所述根据所述当前姿态数据以及所述结构参数，确定当前状态下所述铲斗在所述固定车体的参照系中的第一空间位置包括：根据所述第一结构数据、所述第二结构数据、所述第三结构数据、第四结构数据、所述第一姿态数...
【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，董洋，崔帅，
申请(专利权)人：三一重机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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