[发明专利]基于视觉识别技术的多功能无人操作采掘装备及方法

说明书

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及基于视觉识别技术的多功能无人操作采掘装备，包括驾驶舱体、行进组件、输送机构、作业部和视觉识别系统，所述作业部与行进组件的上端连接，所述视觉识别系统设置于驾驶舱体的外侧，所述作业部的前端连接采掘臂、采掘轮体，所述采掘轮体与采掘臂活动连接，所述采掘轮体转动将采掘物收集在其内部，本发明解决了现有采掘设备在进行采掘作业时，对采掘物的要求较高，限制了其使用的范围，尤其是采掘物体积和硬度都较大时，必须经过破碎机初次破碎后才能对目标物就行作业，直接使用时容易造成采掘物对设备的卡死情况，严重时会造成液压机构损害，给附近人员安全带来隐患的问题。

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及基于视觉识别技术的多功能无人操作采掘装备及方法。

背景技术

作为人类开发利用资源和进行基础建设的有力工具之一，采掘装载机在能源开发，交通建设，设施修建，抢险救灾等方面一直发挥着极其重要的作用。但采掘装载机的作业环境比较恶劣，如存在有害毒气体、瓦斯、高温、易崩塌等情况，操作人员的安全和健康都受到严重的威胁。因此，长期以来，人们一直在谋求更省力、更高效，智能化和实现精确轨迹控制的采掘作业模式，实现工程机械的智能控制和无人化运行。目前国际工程机械的发展正逐步向机、电、液一体化及信息化的方向发展。机器人化的采掘装载机即采掘装备将是替代人在繁重、危险、恶劣环境下作业必不可少的工具。

立体视觉技术的开创性工作是从六十年代中期开始的。美国MIT的Robert完成的三维景物分析工作，把过去的二维图形分析推广到了三维景物，这标志着立体视觉技术的诞生，并在随后的二十年中迅速发展成为一门新的学科。特别是七十年代末，Marr创立的视觉计算理论对立体视觉的发展产生了巨大影响，现已形成了从图像获取到最终的景物可视表面重建的完整体系。经过二十多年的研究，立体视觉技术在机器人视觉、航空测绘、军事应用、医学诊断及工业检测中的应用越来越广泛，研究方法从早期的以统计理论为基础的相关匹配，发展到具有很强生理学背景的特征匹配，从串行到并行，从直接依赖于传输信号的低层次处理到依赖于特征、结构、关系和知识的高层次处理，性能不断提高，其理论正处于不断发展与完善之中。但我国的立体视觉技术发展较晚，与国外相比，尤其是智能装备制造方面存在不小的差距。

申请号为CN201310071638.X的中国专利公开了一种采掘装备截割机构辅助高压水射流多点密封装置，包括导水壳体和导水套，所述导水套和导水壳体依次套设在采掘装备截割机构的截割轴与截割箱体之间；在导水壳体、导水套和截割轴上沿径向贯通设置有进水道，所述进水道分别连通截割箱体的进水口和截割轴的主流道，在进水道两侧分别设有O形密封圈一、齿形组合密封和O形密封圈二，在导水壳体上设置有泄流槽，在截割箱体上设置有与所述泄流槽连通的漏水道。该发明的多点密封装置解决了采掘装备截割机构辅助高压水射流密封问题，可以有效密封压力小于50MPa的高压水，且密封时间长，密封效果好，提高了高压水射流辅助截割效率。

申请号为CN201811282790.1的中国专利公开了一种采掘机械的控制系统及其控制方法，包括：语音接收模块，用于接收语音命令；命令识别模块，用于判断预存的指令集中是否存在与语音命令相符的操作指令；指令发送模块，用于发送所述相符的操作指令；指令接收模块，用于接收相符的操作指令；指令转换模块，用于根据预存的指令-信号转换规则将操作指令转换成与该操作指令对应的控利信号；机械控制模块，用于控制采掘机械进行与所述控制信号相对应的作业。该发明采用语音控制代替原有的机械控制形式，大大方便了操作人员的操作，最大程度上解放了操作人员的双手，方便灵活且智能化地管理、操作采掘机械。

然而，以上现有技术中的采掘设备在进行采掘作业时，对采掘物的要求较高，限制了其使用的范围，尤其是采掘物体积和硬度都较大时，必须经过破碎机初次破碎后才能对目标物就行作业，直接使用时容易造成采掘物对设备的卡死情况，严重时会造成液压机构损害，给附近人员安全带来隐患。

发明内容