一种液压支架的姿态检测方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液压支架的姿态检测方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：在移动机器人运行过程中，当激光雷达的坐标系原点与预设起点重合时，基于激光雷达实时获取环境点云数据进行帧间点云配准，得到激光雷达相对于预设起点的位姿；在相机检测到任一液压支柱上的ArUco码的情况下，基于ArUco码进行位姿估计，得到液压支柱相对于相机的位姿；获取激光雷达和相机的相对位姿，基于激光雷达和相机的相对位姿、激光雷达相对于预设起点的位姿以及液压支柱相对于相机的位姿，得到各液压支柱相对于预设起点的位姿；进而基于各液压支柱相对于预设起点的位姿进行姿态检测，得到检测结果。上述技术方案提高了姿态检测的准确性。上述技术方案提高了姿态检测的准确性。上述技术方案提高了姿态检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架的姿态检测方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及自动化控制
，尤其涉及一种液压支架的姿态检测方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在采煤工作面实现无人化智能化的前提是对工作面设备状态的准确感知，特别是对液压支架上液压支柱的姿态感知，关系到煤矿的安全生产。
[0003]目前，液压支架的姿态检测方案采用的是接触式测量，即需要在每架液压支架上安装傾角传感器，以测量液压支架的姿态，但是在每架液压支架上安装倾角传感器，安装维护成本较高，并且在液压支架移动后，存在检测不准确的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种液压支架的姿态检测方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术安装维护成本高且在液压支架移动后检测不准确的问题。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种液压支架的姿态检测方法，液压支架上安装有多个液压支柱，各所述液压支柱上安装有ArUco码；移动机器人搭载激光雷达和相机运行于轨道之上，所述轨道安装于采煤工作面刮板运输机侧边；所述相机安装于所述激光雷达正下方，正对液压支架侧；所述方法包括：在所述移动机器人运行过程中，当所述激光雷达的坐标系原点与预设起点重合时，基于所述激光雷达实时获取环境点云数据，并基于所述环境点云数据进行帧间点云配准，得到所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿；所述预设起点设置于所述轨道上，与所述液压支架的端头或者端尾对应；在所述相机检测到任一所述液压支柱上的ArUco码的情况下，基于所述ArUco码进行位姿估计，得到所述液压支柱相对于所述相机的位姿；获取激光雷达和相机之间的相对位姿，基于所述激光雷达和相机之间的相对位姿、所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿以及所述液压支柱相对于所述相机的位姿，得到各所述液压支柱相对于所述预设起点的位姿；基于各所述液压支柱相对于预设起点的位姿与预设检测阈值对所述液压支柱进行姿态检测，得到检测结果。
[0006]根据本专利技术的另一方面，提供了一种液压支架的姿态检测装置，液压支架上安装有多个液压支柱，各所述液压支柱上安装有ArUco码；移动机器人搭载激光雷达和相机运行于轨道之上，所述轨道安装于采煤工作面刮板运输机侧边；所述相机安装于所述激光雷达正下方，正对液压支架侧；所述装置包括：帧间点云配准模块，用于在所述移动机器人运行过程中，当所述激光雷达的坐标系原点与预设起点重合时，基于所述激光雷达实时获取环境点云数据，并基于所述环境点云数据进行帧间点云配准，得到所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿；所述预设起点设置于所述轨道上，与所述液压支架的端头或者端尾对应；位姿估计模块，用于在所述相机检测到任一所述液压支柱上的ArUco码的情况下，基于所述ArUco码进行位姿估计，得到所述液压支柱相对于所述相机的位姿；液压支柱位姿确定模块，用于获取激光雷达和相机之间的相对位姿，基于所述激光雷达和相机之间的相对位姿、
所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿以及所述液压支柱相对于所述相机的位姿，得到各所述液压支柱相对于所述预设起点的位姿；姿态检测模块，用于基于各所述液压支柱相对于预设起点的位姿与预设检测阈值对所述液压支柱进行姿态检测，得到检测结果。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的液压支架的姿态检测方法。
[0008]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的液压支架的姿态检测方法。
[0009]本专利技术实施例的技术方案，通过搭载于移动机器人上的激光雷达和相机对液压支架相对于预设起点的位姿进行非接触式测量，进而基于液压支架相对于预设起点的位姿对液压支架进行姿态检测，无需在液压支架上安装传感器，解决了现有接触式测量方法安装维护成本高且在液压支架移动后存在检测不准确的问题，在降低安装维护成本的同时提高姿态检测的准确性。
[0010]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本专利技术实施例一提供的一种液压支架的姿态检测方法的流程图。
[0013]图2是本专利技术实施例一提供的采煤工作面中各装置的俯视图。
[0014]图3是本专利技术实施例一提供的ArUco码的安装位置示意图。
[0015]图4是本专利技术实施例二提供的一种液压支架的姿态检测装置的结构示意图。
[0016]图5是本专利技术实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0018]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆
盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0019]实施例一
[0020]图1是本专利技术实施例一提供的一种液压支架的姿态检测方法的流程图，本实施例可适用于采煤工作面中液压支架的姿态进行检测的情况，该方法可以由液压支架的姿态检测装置来执行，该液压支架的姿态检测装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该液压支架的姿态检测装置可配置于移动机器人和/或与移动机器人连接的电子设备中。
[0021]图2是本专利技术实施例一提供的采煤工作面中各装置的俯视图，如图2所示，液压支架上安装有多个液压支柱，移动机器人搭载激光雷达和相机运行于轨道之上，轨道位于液压支架侧与煤壁侧之间，安装于采煤工作面刮板运输机侧边；相机安装于激光雷达正下方，正对液压支架侧。
[0022]如图1所示，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液压支架的姿态检测方法，其特征在于，液压支架上安装有多个液压支柱，各所述液压支柱上安装有ArUco码；移动机器人搭载激光雷达和相机运行于轨道之上，所述轨道安装于采煤工作面刮板运输机侧边；所述相机安装于所述激光雷达正下方，正对液压支架侧；所述方法包括：在所述移动机器人运行过程中，当所述激光雷达的坐标系原点与预设起点重合时，基于所述激光雷达实时获取环境点云数据，并基于所述环境点云数据进行帧间点云配准，得到所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿；所述预设起点设置于所述轨道上，与所述液压支架的端头或者端尾对应；在所述相机检测到任一所述液压支柱上的ArUco码的情况下，基于所述ArUco码进行位姿估计，得到所述液压支柱相对于所述相机的位姿；获取激光雷达和相机之间的相对位姿，基于所述激光雷达和相机之间的相对位姿、所述激光雷达相对于所述预设起点的位姿以及所述液压支柱相对于所述相机的位姿，得到各所述液压支柱相对于所述预设起点的位姿；基于各所述液压支柱相对于预设起点的位姿与预设检测阈值对所述液压支柱进行姿态检测，得到检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述ArUco码进行位姿估计，得到所述液压支柱相对于所述相机的位姿，包括：获取Aruco码四个角点的像素坐标，以及四个角点在Aruco码坐标系下的三维坐标；基于所述Aruco码四个角点的像素坐标以及四个角点在Aruco码坐标系下的三维坐标通过PnP迭代算法进行位姿估计，得到所述相机相对于所述Aruco码的位姿；并将所述相机相对于所述Aruco码的位姿转换为Aruco码相对于相机的位姿；获取Aruco码与液压支柱之间的相对位姿，基于所述Aruco码与液压支柱之间的相对位姿以及所述Aruco码相对于相机的位姿确定所述液压支柱相对于所述相机的位姿；其中，各所述Aruco码与对应液压支柱之间的相对位姿相同。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取激光雷达和相机之间的相对位姿之前，所述方法包括：基于相机和激光雷达外参标定算法进行传感器标定，得到激光雷达和相机之间的相对位姿。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于相机和激光雷达外参标定算法进行传感器标定，得到激光雷达和相机之间的相对位姿，包括：基于PnP原理确定标定板；基于所述相机与所述激光雷达对所述标定板上的同一目标位置进行检测，得到所述激光雷达和相机之间的相对位姿。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述液压支柱相对于预设起点的位姿与预设检测阈值对所述液压支柱进行姿态检测，得到检测结果，包括：基于各所述液压支柱相对于预设起点的位姿确定各所述液压支柱的姿态...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彬，连振中，金勇，
申请(专利权)人：南京北路智控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：