挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机，涉及图像处理技术领域。方法包括：获取第一角度传感器采集的第一角度数据、第二角度传感器采集的第二角度数据和第三角度传感器采集的第三角度数据；根据第一角度数据、第二角度数据和第三角度数据，第一位点相对回转马达的回转中心轴的距离数据，以及铲斗、斗杆和动臂的长度数据，计算第一位点、第二位点、第三位点和铲斗的齿尖所在的第四位点在预设的参考坐标系中的坐标数据；构建挖掘机的实时位姿模型；控制显示器显示挖掘机的实时位姿模型。驾驶舱内的显示器可以直观地、准确地给驾驶员显示挖掘机的位姿，使其可以此来准确调控挖掘机的工作姿态，提高挖掘机的操作可控性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机。
技术介绍
随着城市基建的发展以及矿场资源的开发，挖掘机的应用也越来越广泛，尤其是在抢险救灾、排险爆破等方面，挖掘机也发挥着重要作用。在一些能见度比较低的地方，比如矿洞或者烟雾弥漫的场所，挖掘机的操作手只能通过挖掘机上的工作灯照明肉眼判断当前的工作环境，来控制挖掘机的铲斗、斗杆等工作装置的工作姿态。挖掘机工作装置的控制容易受环境中灰尘颗粒的影响，出现误判导致安全事故。可见，亟需一种能够为挖掘机驾驶舱内的驾驶员提供挖掘机工作装置位姿的辅助显示方案。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机，具体方案如下：第一方面，本公开实施例提供了一种挖掘机位姿显示方法，应用于挖掘机的控制器，所述挖掘机还包括：上车行走马达、回转马达、铲斗、斗杆、动臂和驾驶舱，所述回转马达的回转中心轴垂直于所述上车行走马达所在的参考水平面，所述动臂的一端固定设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机位姿显示方法，其特征在于，应用于挖掘机的控制器，所述挖掘机还包括：上车行走马达、回转马达、铲斗、斗杆、动臂和驾驶舱，所述回转马达的回转中心轴垂直于所述上车行走马达所在的参考水平面，所述动臂的一端固定设置于靠近所述回转中心轴的第一位点，所述动臂的另一端与所述斗杆的一端铰接于第二位点，所述斗杆的另一端与所述铲斗的远离齿尖的一端铰接于第三位点，所述第一位点装配有第一角度传感器，所述第二位点装配有第二角度传感器，所述第三位点装配有第三角度传感器，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器和所述第三角度传感器均与所述控制器通信连接，所述控制器与所述驾驶舱内的显示器通信连接；所述方法包括：/n获...

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机位姿显示方法，其特征在于，应用于挖掘机的控制器，所述挖掘机还包括：上车行走马达、回转马达、铲斗、斗杆、动臂和驾驶舱，所述回转马达的回转中心轴垂直于所述上车行走马达所在的参考水平面，所述动臂的一端固定设置于靠近所述回转中心轴的第一位点，所述动臂的另一端与所述斗杆的一端铰接于第二位点，所述斗杆的另一端与所述铲斗的远离齿尖的一端铰接于第三位点，所述第一位点装配有第一角度传感器，所述第二位点装配有第二角度传感器，所述第三位点装配有第三角度传感器，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器和所述第三角度传感器均与所述控制器通信连接，所述控制器与所述驾驶舱内的显示器通信连接；所述方法包括：
获取所述第一角度传感器采集的第一角度数据、所述第二角度传感器采集的第二角度数据和所述第三角度传感器采集的第三角度数据；
根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的长度数据，分别计算第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述铲斗的齿尖所在的第四位点在预设的参考坐标系中的坐标数据；
根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机的实时位姿模型；
控制所述显示器显示所述挖掘机的实时位姿模型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上车行走马达在所述参考水平面内的水平轴线与所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点共面；
所述根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的长度数据，分别计算第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述铲斗的齿尖所在第四位点在预设的参考坐标系中的坐标数据的步骤，包括：
以所述上车行走马达在所述参考水平面内的水平中心轴线为横轴，以所述回转马达的回转中心轴为纵轴，且以所述上车行走马达的水平中心轴线与所述回转马达的回转中心轴的交点为原点，建立所述参考坐标系；
根据所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的实际距离，确定预设比例缩放后的距离数据，以及，根据所述挖掘机的所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的实际长度，分别确定所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中进行预设比例缩放后的长度数据；
根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据；
所述根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机的实时位姿模型的步骤，包括：
根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机相对所述参考坐标系的实时位姿模型。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据的步骤，包括：
在所述参考坐标系上分别标记所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点投影到所述纵轴上得到的第一投影点、第二投影点、第三投影点和第四投影点；
获取所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的第一斜线段、第一横线段和第一纵线段在所述参考坐标系上的长度数据，其中，所述第一斜线段为所述第一位点与所述原点之间的线段，所述第一横线段为所述第一位点与所述第一投影点之间的线段，所述第一纵线段为所述第一投影点与所述原点之间的线段；
根据所述第一斜线段、第一横线段和第一纵线段的长度数据，所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点的坐标数据。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一斜线段、第一横线段和第一纵线段的长度数据，所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点的坐标数据的步骤，包括：
根据所述第一斜线段、所述第一横线段和所述第一纵线段的长度数据，计算所述第一位点的坐标数据；
根据所述第一斜线段、所述第一横线段和所述第一纵线段的长度数据，所述第一角度数据以及所述动臂的长度数据，计算所述第二位点的坐标数据；
根据所述第一位点和所述第二位点的坐标数据，所述第二角度数据和所述第三角度数据，以及所述斗杆的长度数据，计算所述第三位点的坐标数据；
根据所述第三位点的坐标数据，以及所述铲斗的长度数据，计算所述第四位点的坐标数据。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢智慧，涂晓丹，杨晨，汪蓉，
申请(专利权)人：上海三一重机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31