【技术实现步骤摘要】
本公开涉及工程机械控制领域，特别涉及一种点云地图更新方法和装置、工程车辆和存储介质。
技术介绍
1、点云地图作为智能化无人化作业的重要一部分，其主要的作用是构建真实场景的三维模型，以供无人挖掘机进行挖掘和装载任务规划。
2、无人挖掘机的感知系统有多个雷达组成，挖装作业时，挖掘机多数时间在相对固定的台阶上回转进行挖掘和装载施工作业，有时在小范围内移动作业位置，针对这种典型工况，感知系统需要对周围的环境实时建立三维点云地图，且满足以下要求：(1)当挖掘机下台子加油、保养后重新上台子，或者当挖掘机更换作业区时，能够自动加载原先创建点云地图；(2)当铲斗在挖掘区进行一次挖掘作业，或者铲斗在卡车上方进行一次装载作业时，挖装区的物料几何形状会发生变化，要求感知系统能够实时动态的更新挖装区的点云地图；(3)当非挖装区因侧壁物料滑坡，或其它设备入场进行碎石，清理作业，导致作业面现状变化时，要求感知系统能够进行地图更新；(4)多雷达开启时，要求感知系统能同时进行多雷达实时建图更新；(5)当挖掘机持续重复回转挖装作业，感知系统雷达持续重复三维周围环境建图，点云重复持续叠加，要求能对点云地图大小进行合理的限制，并保证地图的均匀性。
技术实现思路
1、专利技术人注意到，相关技术中的点云地图更新方案无法在挖装区场景变化的情况下及时更新挖装区点云地图，无法满足挖装作业场景需求。
2、据此，本公开提供一种点云地图更新方案，能够在挖装区场景变化的情况下及时更新挖装区点云地图，有效满足挖装作
3、在本公开的第一方面，提供一种点云地图更新方法，包括：根据工程车辆当前位置加载初始全局点云地图；对所述全局点云地图进行区域划分，以得到多个局部点云地图；确定多个车载雷达中的每个车载雷达当前所在的区域；利用所述多个车载雷达，对挖装区对应的局部点云地图以第一预定周期进行更新，并对非挖装区对应的局部点云地图以第二预定周期进行更新；根据所述多个局部点云地图的更新结果更新所述全局点云地图。
4、在一些实施例中，对挖装区对应的局部点云地图以第一预定周期进行更新包括：以所述第一预定周期，生成所述挖装区对应的局部点云地图；确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域；在所述工程车辆进行挖装作业的情况下，清空所述铲斗所在区域的局部点云地图；重新生成所述铲斗所在区域的局部点云地图。
5、在一些实施例中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：根据所述铲斗的当前位置pw_bucket确定所述铲斗所在的区域。
6、在一些实施例中，所述铲斗的当前位置pw_bucket由所述工程车辆中的挖掘机载体的当前姿态rw_b和当前位置pw_b，以及所述铲斗在挖掘机载体坐标系下的位置pb_bucket确定。
7、在一些实施例中，所述铲斗的当前位置pw_bucket为所述挖掘机载体的当前姿态rw_b和所述铲斗在挖掘机载体坐标系下的位置pb_bucket的乘积，与挖掘机载体的当前位置pw_b的和值。
8、在一些实施例中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：将所述局部点云地图进行空间网格划分；根据所述铲斗当前所在的网格确定所述铲斗所在的区域。
9、在一些实施例中，对非挖装区对应的局部点云地图以第二预定周期进行更新包括：以第二预定周期，后台更新所述非挖装区对应的局部点云地图；提取非挖装区对应的局部点云地图的关键帧特征，并提取实时点云特征；根据关键帧特征和实时点云特征进行特征变化检测；对特征变化量大于预定阈值的区域，进行点云地图更新。
10、在一些实施例中，提取所述非挖装区对应的局部点云地图的关键帧特征包括：将所述非挖装区对应的局部点云地图划分为具有预定大小的多个单元格；对每个单元格进行特征分解，以确定所述每个单元格的特征类型是否为面特征；将具有面特征类型的多个单元格的特征协方差进行方差分解，以得到旋转矩阵；利用所述旋转矩阵对所述每个单元格的特征进行方向变换，以得到旋转不变的特征方向；利用所述特征方向对所述每个单元格进行关键帧提取；对提取的关键帧建立特征直方图。
11、在一些实施例中，对每个单元格进行特征分解，以确定所述每个单元格的特征类型是否为面特征包括：对所述每个单元格进行特征分解，以得到第一单元格特征值λ1、第二单元格特征值λ2和第三单元格特征值λ3，其中λ1≥λ2≥λ3；在第二单元格特征值λ2远大于第三单元格特征值λ3的情况下，确定所述每个单元格的特征为面特征。
12、在一些实施例中，得到旋转矩阵包括：将所述特征协方差进行方差分解，以得到特征向量vd；根据所述特征向量vd得到所述旋转矩阵r。
13、在一些实施例中，所述特征向量vd＝[vd1 vd2 vd3]；所述旋转矩阵为r＝[vd1 vd2vd1×vd2]。
14、在一些实施例中，所述初始全局点云地图的中心为所述工程车辆中的挖掘机载体的当前位置pw_b，所述初始全局点云地图的半径为所述工程车辆的作业半径。
15、在一些实施例中，所述挖掘机载体的当前位置pw_b由挖掘机定位传感器在全局坐标系下的位置pw_g和姿态rw_g，挖掘机载体坐标系相对于定位天线的位置pg_b确定。
16、在一些实施例中，所述挖掘机载体的当前位置pw_b为挖掘机定位传感器在全局坐标系下的姿态rw_g与挖掘机载体坐标系相对于定位天线的位置pg_b的乘积，与所述挖掘机定位传感器在全局坐标系下的位置pw_g的和值。
17、在本公开的第二方面，提供一种点云地图更新装置，包括：第一处理模块，被配置为根据工程车辆当前位置加载初始全局点云地图；第二处理模块，被配置为对所述全局点云地图进行区域划分，以得到多个局部点云地图；第三处理模块，被配置为确定多个车载雷达中的每个车载雷达当前所在的区域；第四处理模块，被配置为利用所述多个车载雷达，对挖装区对应的局部点云地图以第一预定周期进行更新，并对非挖装区对应的局部点云地图以第二预定周期进行更新；第五处理模块，被配置为根据所述多个局部点云地图的更新结果更新所述全局点云地图。
18、在本公开的第三方面，提供一种点云地图更新装置，包括：存储器；处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例所述的方法。
19、在本公开的第四方面，提供一种工程车辆，包括如上述任一实施例所述的点云地图更新装置。
20、在一些实施例中，所述工程车辆包括挖掘机。
21、根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的方法。
22、通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种点云地图更新方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对挖装区对应的局部点云地图以第一预定周期进行更新包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
6.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，对非挖装区对应的局部点云地图以第二预定周期进行更新包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，提取所述非挖装区对应的局部点云地图的关键帧特征包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，对每个单元格进行特征分解，以确定所述每个单元格的特征类型是否为面特征包括：
10.根据权利要求8所述的方法，其中，得到旋转矩阵包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中，
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，
13.根据权利要求12所述的方法，其中，<...
【技术特征摘要】
1.一种点云地图更新方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对挖装区对应的局部点云地图以第一预定周期进行更新包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
5.根据权利要求4所述的方法，其中，
6.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述工程车辆中的铲斗所在的区域包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，对非挖装区对应的局部点云地图以第二预定周期进行更新包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，提取所述非挖装区对应的局部点云地图的关键帧特征包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，对每个单元格进行特征分解，以确定所述每个...
【专利技术属性】
技术研发人员：马厚雪，刘建，濮洪钧，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。