[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

本發明公開一種挖掘機位姿顯示方法、裝置及其所應用的挖掘機，涉及圖像處理技術領域。方法包括：獲取第一角度傳感器采集的第一角度數據、第二角度傳感器采集的第二角度數據和第三角度傳感器采集的第三角度數據；根據第一角度數據、第二角度數據和第三角度數據，第一位點相對回轉馬達的回轉中心軸的距離數據，以及鏟斗、斗桿和動臂的長度數據，計算第一位點、第二位點、第三位點和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；構建挖掘機的實時位姿模型；控制顯示器顯示挖掘機的實時位姿模型。駕駛艙內的顯示器可以直觀地、準確地給駕駛員顯示挖掘機的位姿，使其可以此來準確調控挖掘機的工作姿態，提高挖掘機的操作可控性和安全性。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種挖掘機位姿顯示方法、裝置及其所應用的挖掘機。

背景技術

隨著城市基建的發展以及礦場資源的開發，挖掘機的應用也越來越廣泛，尤其是在搶險救災、排險爆破等方面，挖掘機也發揮著重要作用。在一些能見度比較低的地方，比如礦洞或者煙霧彌漫的場所，挖掘機的操作手只能通過挖掘機上的工作燈照明肉眼判斷當前的工作環境，來控制挖掘機的鏟斗、斗桿等工作裝置的工作姿態。挖掘機工作裝置的控制容易受環境中灰塵顆粒的影響，出現誤判導致安全事故。

可見，亟需一種能夠為挖掘機駕駛艙內的駕駛員提供挖掘機工作裝置位姿的輔助顯示方案。

發明內容

為解決上述技術問題，本公開實施例提供了一種挖掘機位姿顯示方法、裝置及其所應用的挖掘機，具體方案如下：

第一方面，本公開實施例提供了一種挖掘機位姿顯示方法，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。

根據本公開的一種具體實現方式，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；