运输设备受矿位姿确定方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运输设备受矿位姿确定方法、装置、系统及存储介质。其中，该方法包括：基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。可以自动规划运输设备对应的目标受矿位姿，从而满足无人驾驶的运输设备的行驶轨迹的规划和控制需求。

Determination method, device, system and storage medium of ore receiving position of transportation equipment

The invention discloses a method, a device, a system and a storage medium for determining the ore receiving position and posture of a transportation device. Among them, the method includes: determining the unloading range corresponding to the shovel loading equipment based on the first position coordinate of the shovel loading equipment; determining the virtual ore receiving posture corresponding to the transportation equipment based on the virtual ore receiving posture and the starting posture corresponding to the transportation equipment; determining the multiple driving paths corresponding to the transportation equipment based on the multiple driving paths The target receiving position corresponding to the transportation equipment. It can automatically plan the target position of the transportation equipment, so as to meet the planning and control requirements of the driving track of the driverless transportation equipment.

【技术实现步骤摘要】
运输设备受矿位姿确定方法、装置、系统及存储介质
本专利技术涉及矿山开采领域，尤其涉及一种运输设备受矿位姿确定方法、装置、系统及存储介质。
技术介绍
铲装运是露天矿生产的重要工艺过程。其中，电铲(即采掘设备)与卡车(即运输设备)的装载对位问题一直影响着露天矿的生产安全。电铲与卡车的距离过近时，电铲装载容易与卡车发生碰撞；电铲与卡车的距离过远时，电铲的斗臂有限，导致无法完成装载。由于卡车的车体自身的宽度较大，卡车司机的视距受限，很难准确的把握卡车停靠的位置，现场一般采用电铲引领卡车对位来实现对接，其流程为：首先，卡车在电铲铲斗回旋半径外侧区域等待装载；然后，当电铲的司机告知可以装载时，电铲要举起斗柄并转动至合适装载位置停下，铲斗高高举起以示意卡车的司机驶入铲斗正下方区域；最后，卡车的司机将车辆驶入该区域，对位在铲斗下方，等待装载。这样操作的目的为：一是确保设备安全，防止卡车盲目进入电铲回转作业范围内，卡车要在电铲回转半径以外停靠等候，避免铲斗与卡车刮碰；二是提高装车效率，当卡车进入电铲作业区时，由电铲进行引导至正确停车位，便于电铲进行装载作业。但这种操作方式，电铲需要空转一次斗柄，并保持铲斗处于举升状态等待卡车驶入，该阶段不仅耗时且消耗能源，经统计，电铲引导操作的作业费占用每年电铲作业成本的5～10％，消耗时间占作业时间的10～20％。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种运输设备受矿位姿确定方法、装置、系统及存储介质，旨在通过自动规划确定运输设备对应的目标受矿位姿，提高装载效率。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种运输设备受矿位姿确定方法，包括：基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。本专利技术实施例还提供了一种运输设备受矿位姿确定装置，包括：第一确定模块，用于基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；第二确定模块，用于基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；第三确定模块，用于基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；第四确定模块，用于基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。本专利技术实施例还提供了一种运输设备受矿位姿确定系统，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本专利技术实施例所述方法的步骤。本专利技术实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现本专利技术实施例所述方法的步骤。本专利技术实施例提供的技术方案，基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。可以自动规划运输设备对应的目标受矿位姿，从而满足无人驾驶的运输设备的行驶轨迹的规划和控制需求，提升了运输设备的智能化水平，且通过控制运输设备停靠至指定的位置和姿态，使得运输设备与铲装设备间的对接效率和对接准确度均得到有效改善。附图说明图1为本专利技术实施例运输设备受矿位姿确定方法的流程示意图；图2为本专利技术一应用示例中露天矿山的场景示意图；图3为本专利技术一实施例铲装设备的结构示意图；图4为图3的俯视示意图；图5为本专利技术一应用示例中铲装设备对应的卸矿范围确定的原理示意图；图6为本专利技术实施例运输设备受矿位姿确定装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例运输设备受矿位姿确定系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术再作进一步详细的描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。相关技术中，由于需要电铲引领卡车对位来实现对接，导致电铲需要空转一次斗柄，并保持铲斗处于举升状态等待卡车驶入，该阶段不仅耗时且消耗能源。基于此，在本专利技术的各种实施例中，通过自动规划运输设备对应的目标受矿位姿，从而满足无人驾驶的运输设备的行驶轨迹的规划和控制需求，提升了运输设备的智能化水平，且通过控制运输设备停靠至指定的位置和姿态，使得运输设备与铲装设备间的对接效率和对接准确度均得到有效改善。本专利技术实施例中，铲装设备为矿山开采用设备。该铲装设备包括行走机构、机架、旋转台及铲斗。旋转台及铲斗均设置于机架上，行走机构支撑机架并带动机架位移，旋转台相对于机架能转动，以带动其上的铲斗旋转，铲斗经提升机构固定在旋转台上，铲斗能在提升机构的带动下进行采掘、卸料作业。示例性，该铲装设备为电铲。运输设备为用于运载矿料的车辆，譬如矿用运输卡车。示例性，该运输设备为无人驾驶卡车，该无人驾驶卡车上可以配置实时动态全球定位系统(GNSS-RTK)接收天线、三维激光雷达、TOF(飞行时间)摄像头或者卫星导航仪等传感器，能够根据导航指令按照设定的路径自动行驶至指定位置。本专利技术实施例运输设备受矿位姿确定方法可以应用于车载处理器或者矿山调度服务器中，如图1所示，该方法包括：步骤101，基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；实际应用时，可以先获取铲装设备对应的第一位置坐标，该铲装设备对应的第一位置坐标为铲装设备处于待装矿状态时对应的位姿确定的位置坐标，此时可以确定铲装设备对应的卸矿范围。图2示出了本专利技术一应用示例中露天矿山的场景示意图。如图2所示，可以基于无人机摄影测量技术或者多传感器融合的SLAM(simultaneouslocalizationandmapping，即时定位与地图构建)技术构建的全局概率栅格地图，用于整个矿山无人驾驶的定位与导航，其中，地图上包括信号基站201、铲装设备202、生产平台203、及运输设备204等。可以通过获取铲装设备和运输设备对应GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)定位信息确定铲装设备和运输设备在世界坐标系中分别对应的位置坐标信息和航向角。如图3和图4所示，铲装设备包括：回转平台1、斗柄2、铲斗3、开斗机构4、TOF摄像头5、RTK接收天线6。其中，回转平台1即上述的旋转台，回转平台1上相对于旋转中心对称设置两个用于接收GNSS定位信息的RTK接收天线6，基于两个RTK接收天线6对应的两处GNSS定位信息确定铲装设备对应的位置坐标信息和航向角。TOF摄像头5设置在回转平台1的上方，用于对铲装设备周围以车身为中心进行图像检测。斗柄2与回转平台1连接，铲斗3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运输设备受矿位姿确定方法，其特征在于，包括：/n基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；/n基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；/n基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；/n基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。/n

【技术特征摘要】
1.一种运输设备受矿位姿确定方法，其特征在于，包括：
基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围；
基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿；
基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径；
基于所述多条行驶路径确定所述运输设备对应的目标受矿位姿。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于铲装设备的第一位置坐标确定铲装设备对应的卸矿范围，包括：
获取铲装设备对应的第一位置坐标和卸矿半径，根据所述第一位置坐标和所述卸矿半径确定所述铲装设备对应的初始卸矿范围；
获取所述铲装设备对应的地面障碍物区域，基于所述初始卸矿范围和所述地面障碍物区域确定所述卸矿范围。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述卸矿范围确定运输设备对应的虚拟受矿位姿，包括：
在所述卸矿范围上按设定间隔提取N个采样点；
针对所述N个采样点中的每个采样点，根据所述运输设备对应的不同朝向确定M个虚拟受矿位姿，得到所述运输设备对应的N×M个虚拟受矿位姿；
其中，所述N和所述M均为大于1的自然数。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述虚拟受矿位姿、所述运输设备对应的起始位姿确定所述运输设备对应的多条行驶路径，包括：
以所述运输设备对应的起始位姿为行驶路径的起点、所述虚拟受矿位姿为行驶路径的终点，确定所述运输设备对应的多条行驶路径；
其中，所述起始位姿包括：所述运输设备在起点处对应的第二位置坐标坐标、第二航向角，所述虚拟受矿位姿包括：所述运输设备在终点处对应的第三位置坐标、第三航向角。

【专利技术属性】
技术研发人员：毕林，赵子瑜，任助理，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43