[發明專利]挖掘機位姿顯示方法、裝置及其所應用的挖掘機

在審

• 申請號: 202010971496.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112095710A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 謝智慧;涂曉丹;楊晨;汪蓉
• 申請（專利權）人: 上海三一重機股份有限公司
• 主分類號: E02F9/26
• 分類號: E02F9/26
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

1.一種挖掘機位姿顯示方法，其特征在于，應用于挖掘機的控制器，所述挖掘機還包括：上車行走馬達、回轉馬達、鏟斗、斗桿、動臂和駕駛艙，所述回轉馬達的回轉中心軸垂直于所述上車行走馬達所在的參考水平面，所述動臂的一端固定設置于靠近所述回轉中心軸的第一位點，所述動臂的另一端與所述斗桿的一端鉸接于第二位點，所述斗桿的另一端與所述鏟斗的遠離齒尖的一端鉸接于第三位點，所述第一位點裝配有第一角度傳感器，所述第二位點裝配有第二角度傳感器，所述第三位點裝配有第三角度傳感器，所述第一角度傳感器、所述第二角度傳感器和所述第三角度傳感器均與所述控制器通信連接，所述控制器與所述駕駛艙內的顯示器通信連接；所述方法包括：

獲取所述第一角度傳感器采集的第一角度數據、所述第二角度傳感器采集的第二角度數據和所述第三角度傳感器采集的第三角度數據；

根據所述第一角度數據、所述第二角度數據和所述第三角度數據，所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的距離數據，以及所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂的長度數據，分別計算第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述鏟斗的齒尖所在的第四位點在預設的參考坐標系中的坐標數據；

根據所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點在所述參考坐標系內的坐標數據，構建所述挖掘機的實時位姿模型；

控制所述顯示器顯示所述挖掘機的實時位姿模型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述上車行走馬達在所述參考水平面內的水平軸線與所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點共面；

所述根據所述第一角度數據、所述第二角度數據和所述第三角度數據，所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的距離數據，以及所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂的長度數據，分別計算第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述鏟斗的齒尖所在第四位點在預設的參考坐標系中的坐標數據的步驟，包括：

以所述上車行走馬達在所述參考水平面內的水平中心軸線為橫軸，以所述回轉馬達的回轉中心軸為縱軸，且以所述上車行走馬達的水平中心軸線與所述回轉馬達的回轉中心軸的交點為原點，建立所述參考坐標系；

根據所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的實際距離，確定預設比例縮放后的距離數據，以及，根據所述挖掘機的所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂的實際長度，分別確定所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂在所述參考坐標系中進行預設比例縮放后的長度數據；

根據所述第一角度數據、所述第二角度數據和所述第三角度數據，所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的距離數據，以及所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂在所述參考坐標系中的長度數據，分別計算所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點在所述參考坐標系內的坐標數據；

所述根據所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點在所述參考坐標系內的坐標數據，構建所述挖掘機的實時位姿模型的步驟，包括：

根據所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點在所述參考坐標系內的坐標數據，構建所述挖掘機相對所述參考坐標系的實時位姿模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一角度數據、所述第二角度數據和所述第三角度數據，所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的距離數據，以及所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂在所述參考坐標系中的長度數據，分別計算所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點在所述參考坐標系內的坐標數據的步驟，包括：

在所述參考坐標系上分別標記所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點投影到所述縱軸上得到的第一投影點、第二投影點、第三投影點和第四投影點；

獲取所述第一位點相對所述回轉馬達的回轉中心軸的第一斜線段、第一橫線段和第一縱線段在所述參考坐標系上的長度數據，其中，所述第一斜線段為所述第一位點與所述原點之間的線段，所述第一橫線段為所述第一位點與所述第一投影點之間的線段，所述第一縱線段為所述第一投影點與所述原點之間的線段；

根據所述第一斜線段、第一橫線段和第一縱線段的長度數據，所述第一角度數據、所述第二角度數據和所述第三角度數據，以及所述鏟斗、所述斗桿和所述動臂在所述參考坐標系中的長度數據，分別計算所述第一位點、所述第二位點、所述第三位點和所述第四位點的坐標數據。