[发明专利]用于控制挖掘机挖掘的方法和装置

说明书

本申请实施例公开了用于控制挖掘机挖掘的方法和装置。该方法的一具体实施方式包括获取物料堆的二维图像；基于二维图像，生成物料堆的三维模型；对三维模型进行分析，确定物料堆的目标挖掘点和目标挖掘轨迹；控制挖掘机沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘。该实施方式基于目标挖掘点和目标挖掘轨迹对挖掘机的挖掘过程进行控制，实现了挖掘机的自主挖掘，不仅降低了人力成本，还提升了经济效益。

技术领域

本申请实施例涉及挖掘技术领域，具体涉及用于控制挖掘机挖掘的方法和装置。

背景技术

挖掘机，又称挖土机，一般是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。目前的挖掘机主要依赖于驾驶员的人工操作。为了提升挖掘机带来的经济效益，需要做到定人、定机、定岗位，明确职责。

然而，挖掘机操作属于特种作业，需要持有特种作业操作证的驾驶员才能驾驶挖掘机作业。受具备驾驶挖掘机作业能力的驾驶员的数量的限制，不可避免地会造成挖掘机闲置，导致经济效益大幅降低。

发明内容

本申请实施例提出了用于控制挖掘机挖掘的方法和装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于控制挖掘机挖掘的方法，包括获取物料堆的二维图像；基于二维图像，生成物料堆的三维模型；对三维模型进行分析，确定物料堆的目标挖掘点和目标挖掘轨迹；控制挖掘机沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘。

在一些实施例中，挖掘机的车身的侧面安装有摄像头，摄像头在车身旋转卸载铲斗中的物料的过程中拍摄二维图像。

在一些实施例中，摄像头是双目摄像头，二维图像是双目图像，以及基于二维图像，生成物料堆的三维模型，包括：对双目图像进行图像匹配，得到双目图像的视差图；基于视差图，生成物料堆的深度图；对深度图进行三维重建，得到物料堆的三维模型。

在一些实施例中，对三维模型进行分析，确定物料堆的目标挖掘点和目标挖掘轨迹，包括：离散三维模型，得到挖掘点集合；获取挖掘点集合中的挖掘点的挖掘轨迹集合；基于挖掘点集合中的挖掘点的挖掘轨迹集合，选取候选挖掘点集合；获取候选挖掘点集合中的候选挖掘点的物料体积；基于候选挖掘点集合中的候选挖掘点的物料体积，选取目标挖掘点和目标挖掘轨迹。

在一些实施例中，控制挖掘机沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘，包括：确定挖掘机的底座和挖臂沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘时的目标角度序列；基于目标角度序列，控制底座和挖臂的转角和位移，以及从挖掘机的底座角度传感器和挖臂传感器实时获取底座和挖臂的当前角度，基于目标角度序列中的当前目标角度和当前角度的差值的大小和正负进行闭环控制，以使底座和挖臂沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘。

第二方面，本申请实施例提供了一种用于控制挖掘机挖掘的装置，包括：获取单元，被配置成获取物料堆的二维图像；生成单元，被配置成基于二维图像，生成物料堆的三维模型；确定单元，被配置成对三维模型进行分析，确定物料堆的目标挖掘点和目标挖掘轨迹；控制单元，被配置成控制挖掘机沿目标挖掘轨迹对目标挖掘点处的物料进行挖掘。

在一些实施例中，挖掘机的车身的侧面安装有摄像头，摄像头在车身旋转卸载铲斗中的物料的过程中拍摄二维图像。

在一些实施例中，摄像头是双目摄像头，二维图像是双目图像，以及生成单元包括：匹配子单元，被配置成对双目图像进行图像匹配，得到双目图像的视差图；生成子单元，被配置成基于视差图，生成物料堆的深度图；重建子单元，被配置成对深度图进行三维重建，得到物料堆的三维模型。