【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于臂架作业机械，具体涉及一种臂架设备及其作业方法。
技术介绍
1、带臂架的消防车在进行高空救援工作时，臂架的运动主要依赖于消防员在地面远距离观察，通过人眼估计工作斗与目标区域之间的相对位置，来确定臂架的下一步操作。但这种操作由于视野较差，且受主观因素的影响，距离容易判定不准，导致将臂架准确且快速的移动至合适工作位置，操作难度非常大。尤其是当天气能见度低或消防员与臂架之间有障碍物遮挡时，更会增加消防员的操作难度。
技术实现思路
1、针对上述的缺陷或不足，本专利技术提供了一种臂架设备作业方法及臂架设备，旨在解决现有的带臂架的臂架设备在进行高空作业时，臂架与参照物之间的相对位置容易判定不准的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种臂架设备作业方法，其中，臂架设备作业方法包括：
3、s100：在臂架运动的过程中，依次获取多张以臂架为视角的臂架周围的环境图片；
4、s200：根据多张环境图片建立臂架周围的场景三维模型；
5、s300：将建立的场景三维模型与臂架设备的设备三维模型进行空间坐标系关联，以获得空间模型；
6、s400：根据空间模型控制臂架动作。
7、在本专利技术的实施例中，步骤s200：根据多张环境图片建立臂架周围的场景三维模型，具体包括：
8、s210：对环境图片的特征点进行提取；
9、s220：将不同环境图片之间的特征点进行特征匹配，并对匹配的特征点进行几何验证
10、s230：根据拍摄对应特征点时的相机参数，将每个通过几何验证的特征点转换为三维坐标；
11、s240：根据所有的三维坐标建立三维点云模型；
12、s250：将三维点云模型转换为场景三维模型。
13、在本专利技术的实施例中，步骤s240：根据所有的三维坐标建立三维点云模型后，臂架设备作业方法还包括：
14、s241：根据新输入的环境图片对三维点云模型进行迭代；
15、s242：在迭代的三维点云模型满足预设条件时，输出迭代后的三维点云模型，以及输出的三维点云模型对应的最佳相机参数。
16、在本专利技术的实施例中，步骤s250：将三维点云模型转换为场景三维模型具体包括：
17、s251：以输出的三维点云模型为基础，建立一组三维高斯函数组，三维高斯函数组包括多个三维高斯函数；
18、s252：采用随机梯度下降算法对每个三维高斯函数对应的3d高斯体的基本描述特征进行优化；
19、s253：对优化后的每个3d高斯体进行渲染，以获得场景三维模型。
20、在本专利技术的实施例中，步骤s253：对优化后的每个3d高斯体进行渲染，以获得场景三维模型，具体包括：
21、s253-1：将屏幕分隔成多个方块，每个方块代表一个瓦片；
22、s253-2：保留在摄像机视角范围内置信度高于预设值的3d高斯体，其余3d高斯体排除；
23、s253-3：在保留的3d高斯体中，根据每个3d高斯体重叠的瓦片数量，为每个3d高斯体分配一个结合视图空间深度和瓦片id的关键字；
24、s253-4：根据关键字对保留的3d高斯体进行排序；
25、s253-5：将每个瓦片加载到内存中进行并行渲染，以获得场景的场景三维模型。
26、在本专利技术的实施例中，3d高斯体的基本描述特征包括中心点位置、不透明度、协方差。
27、在本专利技术的实施例中，步骤s400：根据空间模型控制臂架动作，具体包括：
28、s410：根据空间模型规划臂架移动至目标区域的最佳运动路径；
29、s420：根据最佳运动路径控制臂架动作。
30、在本专利技术的实施例中，步骤s100：在臂架运动的过程中，依次获取多张以臂架为视角的臂架周围的环境图片，具体包括：
31、s110：在臂架运动的过程中，以臂架为视角，对臂架周围进行摄像；
32、s120：将摄像的视频进行抽帧处理，以获得图片帧；
33、s130：对抽取的图片帧进行统一规格处理，使各个图片帧的分辨率和尺寸统一，处理后的图片帧为环境图片。
34、为实现上述目的，本专利技术还提供一种臂架设备，臂架设备用于执行根据以上所述的臂架设备作业方法，其中，臂架设备包括臂架机构、图像采集机构、图形计算机构和显示机构，图像采集机构设置在臂架机构上并用于对臂架周围环境进行拍摄，图形计算机构用于根据第一拍摄元件和第二拍摄元件的拍摄数据建立空间模型，显示机构用于显示空间模型。
35、在本专利技术的实施例中，臂架机构包括第一臂架和第二臂架，第一臂架包括至少一节臂节，第二臂架为臂架机构的末端臂节；图像采集机构包括设置在第一臂架上的第一拍摄元件和设置在第二臂架上的第二拍摄元件。
36、通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的臂架设备作业方法具有如下的有益效果：
37、臂架设备在作业时，臂架需要在高空进行变幅、伸缩、回转运动，本方法通过以臂架为视角获取臂架周围的环境图片，能够使环境图片更清晰的反映臂架周围参照物(建筑物或者遮挡物)的情况，有效避免了因臂架周围建筑物或者遮挡物距离地面太远或者因雾霾遮挡，而导致人眼出现误判。
38、在获取清晰的环境图片后，使用2d-3d建模技术，便能够建立臂架周围的场景三维模型，结合当时拍摄环境图片时的相机参数，便可确定建立的场景三维模型与拍摄元件之间的坐标关系，根据该关系可转换为场景三维模型与臂架设备的设备三维模型之间的坐标关系，进而获得一个包含臂架设备以及臂架设备周围环境的空间模型，操作人员根据该模型，能够非常轻松的判断臂架以及周围的参照物情况，并能够准确的判断出臂架相对于周围的参照物的位置，从而方便操作人员准确快速地将臂架移动至指定位置。
39、本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种臂架设备作业方法，其特征在于，所述臂架设备作业方法包括：
2.根据权利要求1所述的臂架设备作业方法，其特征在于，根据多张所述环境图片建立所述臂架周围的场景三维模型，具体包括：
3.根据权利要求2所述的臂架设备作业方法，其特征在于，根据所有的所述三维坐标建立所述三维点云模型后，所述臂架设备作业方法还包括：
4.根据权利要求2所述的臂架设备作业方法，其特征在于，将所述三维点云模型转换为所述场景三维模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的臂架设备作业方法，其特征在于，对优化后的每个所述3D高斯体进行渲染，以获得所述场景三维模型，具体包括：
6.根据权利要求4所述的臂架设备作业方法，其特征在于，所述3D高斯体的所述基本描述特征包括中心点位置、不透明度、协方差。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的臂架设备作业方法，其特征在于，根据所述空间模型控制臂架动作具体包括：
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的臂架设备作业方法，其特征在于，在臂架运动的过程中，依次获取多张以所述臂架为视角的所述臂架周围
9.一种臂架设备，用于执行根据权利要求1至8中任意一项所述的臂架设备作业方法，其特征在于，所述臂架设备包括：
10.根据权利要求9所述的臂架设备，其特征在于，所述臂架机构(2)包括第一臂架(21)和第二臂架(22)，所述第一臂架(21)包括至少一节臂节，所述第二臂架(22)为所述臂架机构(2)的末端臂节；
...【技术特征摘要】
1.一种臂架设备作业方法，其特征在于，所述臂架设备作业方法包括：
2.根据权利要求1所述的臂架设备作业方法，其特征在于，根据多张所述环境图片建立所述臂架周围的场景三维模型，具体包括：
3.根据权利要求2所述的臂架设备作业方法，其特征在于，根据所有的所述三维坐标建立所述三维点云模型后，所述臂架设备作业方法还包括：
4.根据权利要求2所述的臂架设备作业方法，其特征在于，将所述三维点云模型转换为所述场景三维模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的臂架设备作业方法，其特征在于，对优化后的每个所述3d高斯体进行渲染，以获得所述场景三维模型，具体包括：
6.根据权利要求4所述的臂架设备作业方法，其特征在于，所述3d高...
【专利技术属性】
技术研发人员：李安来，熊忆，彭冉，黎胜，肖洋，
申请(专利权)人：湖南中联重科应急装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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