【技术实现步骤摘要】
本申请涉及物料搬运领域，尤其涉及一种装车系统和方法。
技术介绍
1、挖掘机通常采用人工操作的方式进行装车，这种方式虽然可以完成装车任务，但是效率低下，且需要大量的人力资源。为了解决这个问题，一些公司已经开始研发自动驾驶的挖掘机用来提高装车效率。
2、虽然自动化系统在工程机械领域的应用越来越广泛，尤其是在挖掘机等设备上，自动化系统可以提高工作效率，减少人力成本。同时深度学习技术也在计算机视觉、机器人等领域取得了重大突破，使得机器能够更好地理解和处理周围环境信息。但是挖掘机在现有的遥控系统中，进行远程装车效率仅占本地装车效率的60至70％，装车效率的提升较低。
3、综上所述，需要提供一种能够提升远程装车效率的装车系统和方法。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本申请提出了一种装车系统和方法。
2、一方面，本申请提出一种装车系统，包括：
3、第一采集模块，用于采集工程机械附近的点云数据和图像数据，发送至位姿模块；
4、第二采集模块，用于采集所述工程机械的当前位置数据和当前速度数据，发送至所述位姿模块；
5、位姿模块，用于根据所述点云数据、所述图像数据、所述当前位置数据和所述当前速度数据确定所述工程机械的第一姿态数据和第一位置数据、目标车辆的第二位置数据以及障碍物的第三位置数据；
6、装载模块，用于根据所述图像数据和所述点云数据确定卸料位置；
7、轨迹确定模块，用于根据所述卸料位置、所述第二位置
8、控制模块，用于根据所述最优路径、所述工程机械的当前速度数据、所述第一姿态数据和所述第一位置数据确定控制信号，所述控制信号用于控制所述工程机械对所述目标车辆进行装车。
9、优选地，所述第一采集模块，包括：
10、多个图像获取单元，用于获取所述工程机械附近的图像数据，将获取到的所述图像数据发送至所述位姿模块；
11、第一雷达单元，用于获取所述工程机械附近的激光点云数据，将获取到的所述激光点云数据发送至所述位姿模块；
12、多个第二雷达单元，用于获取所述工程机械附近的毫米波点云数据，将获取到的所述毫米波点云数据发送至所述位姿模块。
13、优选地，所述第二采集模块，包括：
14、多个惯性测量单元，用于获取所述工程机械的多个目标关节的所述当前速度数据，所述当前速度数据包括当前加速度数据和当前角速度数据，将获取到的所述当前速度数据发送至所述位姿模块；
15、定位单元，用于获取所述工程机械的所述当前位置数据，将获取到的所述当前位置数据发送至所述位姿模块。
16、优选地，所述位姿模块，包括：
17、姿态确定单元，用于根据所述当前速度数据对所述工程机械以及所述工程机械的每个目标关节的姿态进行解算，得到关节姿态数据和工程机械姿态数据；根据三维坐标、所述关节姿态数据、所述工程机械姿态数据、所述当前位置数据和所述工程机械的预设模型参数确定所述工程机械在所述三维坐标中的所述第一三维姿态数据和所述第一三维位置数据；
18、坐标确定单元，用于根据所述点云数据和所述图像数据建立三维坐标，并根据预设目标检测模型、所述点云数据和所述图像数据确定所述目标车辆在所述三维坐标中的所述第二三维位置数据以及障碍物在所述三维坐标中的第三三维位置数据；将所述第一三维姿态数据和所述第一三维位置数据转换至预设基坐标系中，得到所述工程机械在所述基坐标系中的第一姿态数据和第一位置数据；将所述第二三维位置数据转换至预设基坐标系中，得到所述目标车辆在所述基坐标系中的所述第二位置数据；将所述第三三维位置数据转换至预设基坐标系中，得到所述障碍物在所述基坐标系中的第三位置数据。
19、优选地，所述装载模块包括：
20、装载状态识别单元，用于根据所述图像数据所述图像数据、所述点云数据、和预设装载识别模型确定所述目标车辆的所述装载状态数据，其中，所述装载状态数据包括所述目标车辆是否为满斗状态，以及所述目标车辆的车斗中的物料分布状态；
21、装载位置确定单元，用于根据预设卸料决策模型和所述装载状态数据确定所述卸料位置。
22、优选地，所述轨迹确定模块用于，根据所述卸料位置、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数据，对所有所述目标关节同时进行优化，确定所述工程机械的所有所述目标关节到所述卸料位置的最优路径。
23、优选地，所述轨迹确定模块还用于，根据预设挖掘点、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数据，确定所述工程机械的所有所述目标关节到预设挖掘点的最优路径。
24、优选地，还包括：
25、数据存储模块，用于存储所述图像数据、所述点云数据、所述装载状态数据和所述卸料位置；
26、训练模块，用于根据所述图像数据、所述点云数据和所述装载状态数据对所述预设装载识别模型进行训练和更新；根据所述装载状态数据、所述图像数据、所述点云数据和所述卸料位置对所述预设卸料决策模型进行训练和更新。
27、优选地，所述控制模块用于，根据所述最优路径、所述当前速度数据、所述第一姿态数据和所述第一位置数据，通过比例积分微分算法确定控制信号；所述控制信号还用于控制所述工程机械到预设挖掘点。
28、第二方面，本申请提出一种装车方法，包括：
29、第一采集模块采集工程机械附近的点云数据和图像数据，发送至位姿模块；
30、第二采集模块采集所述工程机械的当前位置数据和当前速度数据，发送至所述位姿模块；
31、位姿模块根据所述点云数据、所述图像数据、所述当前位置数据和所述当前速度数据确定所述工程机械的第一姿态数据和第一位置数据、目标车辆的第二位置数据以及障碍物的第三位置数据；
32、装载模块根据所述图像数据和所述点云数据确定卸料位置；
33、轨迹确定模块根据所述卸料位置、所述第二位置数据、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数据，确定所述工程机械的所有目标关节到所述卸料位置的最优路径；
34、控制模块根据所述最优路径、所述工程机械的当前速度数据、所述第一姿态数据和所述第一位置数据确定控制信号，所述控制信号用于控制所述工程机械对所述目标车辆进行装车。
35、本申请的优点在于：通过联合点云数据、图像数据、当前位置数据和当前速度数据确定更准确的工程机械的第一姿态数据和第一位置数据、目标车辆的第二位置数据以及障碍物的第三位置数据；根据图像数据和点云数据确定卸料位置能够快速且准确地得到更详细的车斗中的卸料位置，从而提升远程装车的快捷性；通过确定工程机械的所有目标关节到卸料位置的最优路径能够对装车的速度进行优化，提升远程装车效率。
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1.一种装车系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一采集模块，包括：
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二采集模块，包括：
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位姿模块，包括：
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装载模块包括：
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轨迹确定模块用于，根据所述卸料位置、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数据，对所有所述目标关节同时进行优化，确定所述工程机械的所有所述目标关节到所述卸料位置的最优路径。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述轨迹确定模块还用于，根据预设挖掘点、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数据，确定所述工程机械的所有所述目标关节到预设挖掘点的最优路径。
8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块
10.一种装车方法，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种装车系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一采集模块，包括：
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二采集模块，包括：
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位姿模块，包括：
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装载模块包括：
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轨迹确定模块用于，根据所述卸料位置、所述第一姿态数据、所述第一位置数据和所述第三位置数...
【专利技术属性】
技术研发人员：张继珍，隋少龙，张越，刘世纪，
申请(专利权)人：北京拓疆者智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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