[发明专利]用于确定挖掘机的铲斗的位姿的方法和装置

权利要求书

1.一种用于确定挖掘机的铲斗的位姿的方法，包括：

获取设置于挖掘机车体的相机采集到的铲斗的图像，所述铲斗的图像包含设置于所述挖掘机的铲斗上的预设标志物；

基于所述铲斗的图像，以及预先获取的所述预设标志物的三维特征信息，确定所述相机相对于所述铲斗的位姿信息；

所述基于所述铲斗的图像，以及预先获取的所述预设标志物的三维特征信息，确定所述相机相对于所述铲斗的位姿信息，包括：基于预设的标志物信息库所包含的标志物信息对所述铲斗的图像进行匹配，以识别出所述预设标志物；

所述基于预设的标志物信息库所包含的标志物信息对所述铲斗的图像进行匹配，以识别出所述预设标志物，包括：

获取设置于所述挖掘机的挖掘臂和铲斗上的角度传感器感应到的角度传感数据；基于所述角度传感数据确定所述预设标志物在所述铲斗的图像中的目标位置范围；在所述目标位置范围内检测标志物信息，并在所述预设的标志物信息库中进行匹配，以识别出所述预设标志物；所述基于所述角度传感数据确定所述预设标志物在所述铲斗的图像中的目标位置范围包括：根据所述角度传感器确定所述铲斗相对于挖掘机车体的旋转角的初始估计范围，并根据所述挖掘机的挖掘臂的长度和所述角度传感数据计算出所述铲斗相对于所述挖掘机车体的平移量的初始估计范围，基于所述铲斗相对于所述挖掘机车体的旋转角和平移量的初始估计范围，以及相机的内部参数，将所述预设标志物的各特征点在铲斗坐标系中的三维坐标转换至图像坐标系中，得到所述预设标志物在所述铲斗的图像中的目标位置范围；

将所述相机相对于所述铲斗的位姿信息转换为所述铲斗相对于所述挖掘机车体的位姿信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预设标志物的三维特征信息包括所述预设标志物的特征点的空间位置信息；

所述基于所述铲斗的图像，以及预先获取的所述预设标志物的三维特征信息，确定所述相机相对于所述铲斗的位姿信息，包括：

根据所述预设标志物的特征点的空间位置信息确定所述预设标志物的特征点的三维坐标；

检测所述铲斗的图像中的预设标志物的特征点，确定所述预设标志物的特征点在所述铲斗的图像中的像素坐标；

基于所述预设标志物的特征点的三维坐标和所述预设标志物的特征点在铲斗的图像中的像素坐标，以及预先获取的所述相机的内部参数，估算出所述相机相对于所述铲斗的位姿信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预设标志物包括预设二维码标签，所述预设标志物的特征点包括所述预设二维码标签的角点。

4.一种用于确定挖掘机的铲斗的位姿的装置，包括：

获取单元，被配置为获取设置于挖掘机车体的相机采集到的铲斗的图像，所述铲斗的图像包含设置于所述挖掘机的铲斗上的预设标志物；

确定单元，被配置为基于所述铲斗的图像，以及预先获取的所述预设标志物的三维特征信息，确定所述相机相对于所述铲斗的位姿信息；

所述确定单元被配置为：基于预设的标志物信息库所包含的标志物信息对所述铲斗的图像进行匹配，以识别出所述预设标志物；

所述确定单元进一步被配置为按照如下方式识别出所述预设标志物：获取设置于所述挖掘机的挖掘臂和铲斗上的角度传感器感应到的角度传感数据；基于所述角度传感数据确定所述预设标志物在所述铲斗的图像中的目标位置范围；在所述目标位置范围内检测标志物信息，并在所述预设的标志物信息库中进行匹配，以识别出所述预设标志物；

所述确定单元更进一步被配置为：根据所述角度传感器确定所述铲斗相对于挖掘机车体的旋转角的初始估计范围，并根据所述挖掘机的挖掘臂的长度和所述角度传感数据计算出所述铲斗相对于所述挖掘机车体的平移量的初始估计范围，基于所述铲斗相对于所述挖掘机车体的旋转角和平移量的初始估计范围，以及相机的内部参数，将所述预设标志物的各特征点在铲斗坐标系中的三维坐标转换至图像坐标系中，得到所述预设标志物在所述铲斗的图像中的目标位置范围；

转换单元，被配置为将所述相机相对于所述铲斗的位姿信息转换为所述铲斗相对于所述挖掘机车体的位姿信息。