[发明专利]矿山工程机械姿态位置确定方法及系统

说明书

本发明涉及智能设备技术领域，提供一种矿山工程机械姿态位置确定方法及系统，该方法通过在工程机械本体上固定设置车载全站仪和第一棱镜、第二棱镜，以及基准站已知点P的第三棱镜，当设置车载全站仪的水平基准点O的坐标和已知点P的第三棱镜的坐标值，再结合重力倾角传感器读取重力方向在x轴、y轴的倾角，操作简单，精度高，该方法和系统在工况恶劣的环境下，能够满足特别在矿井中作业的工程机械定位精度；在工程机械在矿山作业过程经过剧烈振动后可以快速对工程机械本体的姿态和位置做出调整，对于定位爆破孔等高精度定位作业来说，能够提高整个作业的效率和安全。

技术领域

本发明涉及智能设备技术领域，特别涉及一种矿山工程机械姿态位置确定方法及系统。

背景技术

工程机械(Engineering Machinery)通常指的在矿山作业的挖掘机、装载机和凿岩钻机，作业工况恶劣，矿山工程机械在多尘、潮湿或在井下通风不良的作业环境中进行作业，工程机械的位置定位、姿态判断等技术属于智能矿山设备的关键技术所在，是目前矿山机械、建筑土木、计算机控制等领域重点关注和前沿。

CN110816522B公开了一种车辆姿态的控制方法、设备及计算机可读存储介质。该车辆姿态的控制方法包括以下步骤：当检测到车辆与障碍物之间的距离小于或者等于预设距离时，触发停止指令，根据所述停止指令控制所述车辆处于停止运行状态；在所述车辆处于停止运行状态时通过所述车辆的摄像装置获取深度图像，并生成与所述深度图像对应的背景环境模板图像；根据所述背景环境模板图像、所述深度图像和所述摄像装置的摄像参数确定所述障碍物的轮廓数据，并根据所述轮廓数据控制所述车辆的姿态；所述根据所述背景环境模板图像、所述深度图像和所述摄像装置的摄像参数确定所述障碍物的轮廓数据的步骤包括：获取所述背景环境模板图像的第一像素坐标，以及获取所述深度图像的第二像素坐标；确定所述第二像素坐标和所述第一像素坐标之间的距离差值，保留所述距离差值小于零对应的第二像素坐标，得到差异像素坐标；根据所述摄像装置的摄像参数对所述差异像素坐标进行极坐标转换，以得到所述障碍物转换后的极坐标；根据转换后的极坐标确定所述障碍物相对于坐标原点的角度和距离，得到所述障碍物的轮廓数据，其中，所述摄像装置所在位置为坐标原点；所述根据转换后的极坐标确定所述障碍物相对于坐标原点的角度和距离，得到所述障碍物的轮廓数据的步骤包括：在预设角度范围选取所述转换后的极坐标生成极坐标集合，对应所述极坐标集合中的各元素依次进行中值滤波和均值滤波处理，生成处理结果；对所述处理结果中的各元素进行合并，生成目标元素，并计算所述目标元素与所述摄像装置对应的角度和距离，对应得到所述障碍物相对于坐标原点的角度和距离，得到所述障碍物的轮廓数据。

由于矿山机械作业环境恶劣，特别在井下作业的矿山机械，通讯环境差，通过传统的定位方法难以获得对设备状态的准确判断和监测，从而导致工程机械出现状态异常不能及时调整，作业位置不准确导致作业误差大等一系列问题。

发明内容

在大量的测试和实践中，在从事矿山生产过程中，工程机械所在位置和姿态直接影响着矿山作业的精度和效率，单纯采用全球卫星导航系统(GNSS，Global NavigationSatellite System)难以满足在矿井中作业的工程机械定位精度，且工程机械在矿山作业过程中常伴随着剧烈振动，其姿态和位置均出现较大的偏移，对于工程机械的姿态更加难以进行判断和监测，对于定位爆破孔等高精度定位作业来说，严重影响整个作业的效率和安全。

有鉴于此，本发明旨在提出一种矿山工程机械姿态位置确定方法，该矿山工程机械姿态位置确定方法包括，

步骤S1，通过支撑脚固定工程机械本体于地面，设置车载全站仪的水平基准点O的坐标为[x_o，y_o，z_o]；