一种流动机械工作区域的标识方法及设备技术

本说明书实施例公开了一种动机械工作区域的标识方法，方法包括：根据安装于流动机械上的姿态传感器，获取流动机械当前时刻的姿态数据；确定流动机械的运动模型，并基于流动机械当前时刻的工作姿态与运动模型，预测流动机械下一时刻的工作区域；根据当前时刻的姿态数据获取流动机械当前时刻的工作区域，并对比获得当前时刻的工作区域与下一时刻的工作区域之间的差异数据；若差异数据大于预设值，则根据差异值调整预置射灯控制云台进行光束投射，以标识流动机械的工作区域；预置射灯控制云台安装于流动机械的预设位置。安装于流动机械的预设位置。安装于流动机械的预设位置。

【技术实现步骤摘要】
一种流动机械工作区域的标识方法及设备


[0001]本说明书涉及工程机械
，尤其涉及一种流动机械工作区域的标识方法及设备。

技术介绍

[0002]海洋运输是进出口的主要途径，港口流动机械则是装卸、运输的主要工具，是港口集装箱装卸机械的重要组成部分,随着港口物流的快速发展，流动机械的需求进一步加大，经常需要在各类复杂的工况下进行作业。因此如何保证流动机械施工的安全性是港口流动机械作业的重要问题之一。
[0003]目前在流动机械的施工过程中，受施工环境的影响，操作人员的视野范围可能存在限制，容易导致流动机械现场的周边设施受到损害，从而造成难以判别的经济损害甚至于人员的伤亡。目前基于多个操作人员辅助观察环境从而保证流动机械正常工作的方式，不但造成了人员浪费也使得操作人员很难判别就懂机械的下一步操作对应的工作区域，导致流动机械的作业效率较低且安全性也得不到保证。
[0004]因此现需要一种可以标识流动机械工作区域的标识方法。

技术实现思路

[0005]本说明书一个或多个实施例提供了一种流动机械工作区域的标识方法及设备，用于解决如下技术问题：如何提供一种可以实时标识流动机械工作区域的标识方法。
[0006]本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
[0007]本说明书一个或多个实施例提供一种流动机械工作区域的标识方法，方法包括：
[0008]根据安装于流动机械上的姿态传感器，获取所述流动机械当前时刻的姿态数据；
[0009]确定所述流动机械的运动模型，并基于所述流动机械当前时刻的工作姿态与所述运动模型，预测所述流动机械下一时刻的工作区域；
[0010]根据所述当前时刻的姿态数据获取所述流动机械当前时刻的工作区域，并对比获得所述当前时刻的工作区域与所述下一时刻的工作区域之间的差异数据；
[0011]若所述差异数据大于预设值，则根据所述差异值调整预置射灯控制云台进行光束投射，以标识所述流动机械的工作区域；其中，所述预置射灯控制云台安装于所述流动机械的预设位置。
[0012]在本说明书一个或多个实施例中，所述根据安装于流动机械上的姿态传感器，获取所述流动机械当前时刻的姿态数据，具体包括：
[0013]基于姿态传感器的预置监控策略将所述姿态传感器分别安装于所述流动机械的预设位置，以根据所述预设位置的监测数据确定所述流动机械当前时刻的姿态数据；
[0014]所述根据所述预设位置的监测数据确定所述流动机械当前时刻的姿态数据，具体包括：
[0015]根据预设第一位置的第一姿态传感器检测所述流动机械的斗杆油缸伸缩量；
[0016]根据预设第二位置的第二姿态传感器检测所述流动机械的铲斗油缸伸缩量；
[0017]根据预设第三位置的姿态传感器与预设第四位置的姿态传感器，检测所述流动机械中各工作装置的姿态角角度；
[0018]基于所述斗杆油缸伸缩量，所述铲斗油缸伸缩量与所述各工作装置的姿态角角度，确定所述流动机械当前时刻的姿态数据，以便根据所述姿态数据获取所述流动机械当前时刻所述各工作装置的空间位置。
[0019]在本说明书一个或多个实施例中，所述确定所述流动机械的运动模型，具体包括：
[0020]基于所述各工作装置的空间位置、所述姿态角角度以及所述姿态传感器，确定所述流动机械的工作空间；其中，所述工作空间包括：位姿空间、关节空间、驱动空间与检测空间；
[0021]获取所述各工作装置的几何结构，根据所述几何结构确定所述驱动空间到所述关节空间的第一转换关系，并基于预设的正运动学模型算法解算所述位姿空间与所述关节空间的第二转换关系，基于预设的逆运动学模型算法解算所述关节空间到所述位姿空间的第三转换关系；
[0022]根据所述姿态传感器对应的所述预设位置与所述几何结构，确定所述关节空间与所述检测关系的第四转换关系；
[0023]根据所述第一转换关系、所述第二转换关系、所述第三转换关系与所述第四转换关系，组合确定所述流动机械的运动模型。
[0024]在本说明书一个或多个实施例中，所述基于所述流动机械当前时刻的工作姿态与所述运动模型，预测所述流动机械下一时刻的工作区域，具体包括：
[0025]获取所述流动机械的作业任务，并基于所述作业任务确定所述流动机械中所述各工作装置的循环动作特征；其中，所述循环动作特征包括：挖掘、提升、回转、卸料、空斗回转；
[0026]基于所述流动机械的运动模型、所述各工作装置的循环动作特征与所述作业任务的作业环境，确定所述流动机械中铲斗的运动轨迹；
[0027]将所述铲斗的运动轨迹与所述当前时刻的工作状态输入所述流动机械的预置预测模型，以输出所述流动机械下一时刻的工作区域。
[0028]在本说明书一个或多个实施例中，基于所述流动机械的运动模型、所述各工作装置的循环动作特征与所述作业任务的作业环境，确定所述流动机械中铲斗的运动轨迹，具体包括：
[0029]获取所述驱动空间中所述斗杆油缸与所述铲斗油缸的伸缩量，基于所述运动模型，获得所述伸缩量在所述关节空间中对应的姿态角角度的变化量；
[0030]根据所述运动模型将所述驱动空间中所述斗杆油缸与所述铲斗油缸的伸缩量转换为所述姿态角度对应的最值；
[0031]根据所述姿态角度对应的最值确定所述流动机械中各工作装置的姿态角度范围；
[0032]根据所述关节空间中与所述各工作装置的姿态角度范围内的姿态角角度相对应的所述流动机械的理想运动空间；
[0033]若所述理想运动空间中没有障碍物，则确定所述理想运动空间为所述流动机械的工作范围；若所述理想运动空间中存在障碍物，则基于所述障碍物的空间位置调整所述伸
缩量与所述姿态角角度获得所述流动机械的工作范围；
[0034]基于所述各工作装置的循环动作特征，确定所述流动机械中铲斗在所述工作范围内的运动轨迹。
[0035]在本说明书一个或多个实施例中，所述基于所述各工作装置的循环动作特征，确定所述流动机械中铲斗在所述工作范围内的运动轨迹，具体包括：
[0036]确定所述循环动作特征的起始点与所述循环动作特征的终止点，并对多数起始点与所述终止点基于所述预设的逆运动学模型算法进行求解，获取所述流动机械中铲斗的运动轨迹；
[0037]将所述流动机械的工作范围以预设尺寸进行划分，获得多个工作子范围，并确定所述多个工作子范围的中心点为所述流动机械中铲斗的运动节点；
[0038]获取所述障碍物的位置信息以及形状信息，根据所述障碍物的位置信息以及形状信息确定所述运动节点中的障碍节点的覆盖范围，以根据预设路径优化算法确定所述障碍节点的覆盖范围之外的节点优先级，以基于所述节点优先级确定所述流动机械中铲斗在所述工作范围内的运动轨迹。
[0039]在本说明书一个或多个实施例中，所述对比获得所述当前时刻的工作区域与所述下一时刻的工作区域之间的差异数据，具体包括：
[0040]获取所述当前时刻的工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流动机械工作区域的标识方法，其特征在于，所述方法包括：根据安装于流动机械上的姿态传感器，获取所述流动机械当前时刻的姿态数据；确定所述流动机械的运动模型，并基于所述流动机械当前时刻的工作姿态与所述运动模型，预测所述流动机械下一时刻的工作区域；根据所述当前时刻的姿态数据获取所述流动机械当前时刻的工作区域，并对比获得所述当前时刻的工作区域与所述下一时刻的工作区域之间的差异数据；若所述差异数据大于预设值，则根据所述差异值调整预置射灯控制云台进行光束投射，以标识所述流动机械下一时刻的工作区域；其中，所述预置射灯控制云台安装于所述流动机械的预设位置。2.根据权利要求1所述的一种流动机械工作区域的标识方法，其特征在于，所述根据安装于流动机械上的姿态传感器，获取所述流动机械当前时刻的姿态数据，具体包括：基于姿态传感器的预置监控策略将所述姿态传感器分别安装于所述流动机械的预设位置，以根据所述预设位置的监测数据确定所述流动机械当前时刻的姿态数据；所述根据所述预设位置的监测数据确定所述流动机械当前时刻的姿态数据，具体包括：根据预设第一位置的第一姿态传感器检测所述流动机械的斗杆油缸伸缩量；根据预设第二位置的第二姿态传感器检测所述流动机械的铲斗油缸伸缩量；根据预设第三位置的姿态传感器与预设第四位置的姿态传感器，检测所述流动机械中各工作装置的姿态角角度；基于所述斗杆油缸伸缩量，所述铲斗油缸伸缩量与所述各工作装置的姿态角角度，确定所述流动机械当前时刻的姿态数据，以便根据所述姿态数据获取所述流动机械当前时刻所述各工作装置的空间位置。3.根据权利要求2所述的一种流动机械工作区域的标识方法，其特征在于，所述确定所述流动机械的运动模型，具体包括：基于所述各工作装置的空间位置、所述姿态角角度以及所述姿态传感器，确定所述流动机械的工作空间；其中，所述工作空间包括：位姿空间、关节空间、驱动空间与检测空间；获取所述各工作装置的几何结构，根据所述几何结构确定所述驱动空间到所述关节空间的第一转换关系，并基于预设的正运动学模型算法解算所述位姿空间与所述关节空间的第二转换关系，基于预设的逆运动学模型算法解算所述关节空间到所述位姿空间的第三转换关系；根据所述姿态传感器对应的所述预设位置与所述几何结构，确定所述关节空间与所述检测空间的第四转换关系；根据所述第一转换关系、所述第二转换关系、所述第三转换关系与所述第四转换关系，组合确定所述流动机械的运动模型。4.根据权利要求3所述的一种流动机械工作区域的标识方法，其特征在于，所述基于所述流动机械当前时刻的工作姿态与所述运动模型，预测所述流动机械下一时刻的工作区域，具体包括：获取所述流动机械的作业任务，并基于所述作业任务确定所述流动机械中所述各工作装置的循环动作特征；其中，所述循环动作特征包括：挖掘、提升、回转、卸料、空斗回转；
基于所述流动机械的运动模型、所述各工作装置的循环动作特征与所述作业任务的作业环境，确定所述流动机械中铲斗的运动轨迹；将所述铲斗的运动轨迹与所述当前时刻的工作状态输入所述流动机械的预置预测模型，以输出所述流动机械下一时刻的工作区域。5.根据权利要求4所述的一种流动机械工作区域的标识方法，其特征在于，基于所述流动机械的运动模型、所述各工作装置的循环动作特征与所述作业任务的作业环境，确定所述流动机械中铲斗的运动轨迹，具体包括：获取所述驱动空间中所述斗杆油缸与所述铲斗油缸的伸缩量，基于所述运动模型，获得所述伸缩量在所述关节空间中对应的姿态角角度的变化量；根据所述运动模型将所述驱动空间中所述斗杆油缸与所述铲斗油缸的伸缩量转换为所述姿态角度对应的最值；根据所述姿态角度对应的最值确定所述流动机械中各工作装置的姿态角度范围；确定所述关节空间中，与所述各工作装置的姿态角度范围内的姿态角角度相对应的，所述流动机械的理想运动空间；若所述理想运动空间中没有障碍物，则确定所述理想运动空间为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成杰，闫庆忠，周帅，原志诚，
申请(专利权)人：瑞诺济南动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：