[发明专利]一种铲斗位姿感知方法、系统及可存储介质

说明书

本发明公开了一种铲斗位姿感知方法、系统及可存储介质，涉及点云处理技术领域，其中方法包括以下步骤：S1：获取待感知铲斗的特征点，利用所述特征点构建所述待感知铲斗的模板点云库；S2：获取所述待感知铲斗的场景点云数据，并根据所述场景点云数据得到所述待感知铲斗的铲斗点云数据；S3：实时获取所述铲斗点云数据并进行跟踪处理，得到跟踪处理结果；S4：基于所述S3得到的所述跟踪处理结果实现所述待感知铲斗的位姿估计信息；本发明对铲斗的空间位姿进行精确获取，操作员可以通过本方法实现对铲斗空间位姿的精确感知，实现精准化铲装作业，确保铲装作业按设计要求进行。

技术领域

本发明涉及点云处理技术领域，更具体的说是涉及一种铲斗位姿感知方法、系统及可存储介质。

背景技术

目前，铲装设备工作机构的精确定位对于矿山开采、基建等领域进行精准铲装至关重要，一方面，铲装设备工作机构的位姿估计能辅助操作员实现精准铲装作业提高铲装效率，另一方面，实时获取铲斗的位姿是实现铲装作业远程遥控、精准引导铲装位置的重要基础。

但是，现有的获取铲斗位姿的方法是通过安装多种传感器进行实现，通常铲装设备的作业机构多自由度、结构复杂，为了准确获取作业机构铲装物料时变化的姿态，需要安装多个不同类型的传感器(如角度传感器、位移传感器等)，而传感器安装困难、易损坏、难维护，且标定、计算复杂，结构件之间已松动、磨损，易产生误差。

因此，如何提供一种感知精度高的铲斗位姿感知方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铲斗位姿感知方法、系统及可存储介质，对铲斗的空间位姿进行精确获取，操作员可以通过本方法实现对铲斗空间位姿的精确感知，实现精准化铲装作业，确保铲装作业按设计要求进行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铲斗位姿感知方法，包括以下步骤：

S1：获取待感知铲斗的特征点，利用所述特征点构建所述待感知铲斗的模板点云库；

S2：获取所述待感知铲斗的场景点云数据，并根据所述场景点云数据得到所述待感知铲斗的铲斗点云数据；

S3：实时获取所述铲斗点云数据并进行跟踪处理，得到跟踪处理结果；

S4：基于所述S3得到的所述跟踪处理结果实现所述待感知铲斗的位姿估计信息。

优选的，所述S1具体包括：

S11：获取所述待感知铲斗的三维模型，根据所述三维模型得到对应的铲斗模板点云数据；

S12：对所述铲斗模板点云数据进行下采样，构建所述待感知铲斗的模板点云库。

优选的，所述S2具体包括：

S21：获取所述待感知铲斗的场景点云数据；

S22：根据所述场景点云数据转换为深度图像数据，根据所述深度图像数据提取所述待感知铲斗的铲斗边界数据；

S23：提取所述铲斗边界数据与所述铲斗模板点云数据对应的特征点对，形成铲斗点云数据。

优选的，所述S3具体包括：

S31：利用卡尔曼滤波方法建立卡尔曼滤波跟踪器；

S32：将第一帧中识别到的所述铲斗点云数据的位置信息作为初始值进行跟踪，并依次对剩余帧的所述铲斗点云数据进行跟踪检测，得到铲斗位置信息；

S33：根据所述铲斗位置信息对所述卡尔曼滤波跟踪器进行参数更新，得到跟踪结果。

优选的，所述S4具体包括：