【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及作业机械，尤其涉及一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法及作业机械。
技术介绍
1、挖掘机的作业方式及应用场景日趋多元，对挖掘机的属具进行更换的需求也逐渐增多，同一个挖掘机配备几种或十几种属具的情况十分常见。随着智能辅助系统的应用需求逐渐增多，在实际运用中对属具特征点的坐标定位尤其重要。以铲斗为例，定位齿尖坐标的原因是在需要挖掘到固定深度的作业中，例如河道清淤、火车车厢内卸货或加长臂挖掘等作业，这些情况下，由于挖掘机操作手无法目测挖掘深度，一旦超出所需的挖掘深度，会造成作业不达标，甚至是损害车厢底部等设备。而通过计算齿尖位置就可以引导操作手标准作业，提高作业效率和作业安全。以其他属具为例，例如，河道修坡时用铣头来铣出最后的坡面，若能获取到特征点位置，则可以计算出铣出来的坡面是否符合标准；再例如，施肥时使用漏斗状属具，若能获取到特征点位置，则可以计算出施肥用量施肥合适。
2、针对固定属具的情况，预先通过智能辅助系统已经在程序中设置好属具尺寸，并完成出厂标定。实际中，当客户提出要更换属具时，通常需要通过测量属具尺寸、在程序中修改、工程师去现场烧录并且标定，这种方案会浪费客户大量时间，人力成本巨大。
3、现有技术中，一种方案是通过提供自动测量和标定的手册，操作手按照手册中的步骤引导一步步进行所需尺寸的测量以及简单的标定。例如，把挖掘机停在一个平坦地面，然后通过转动到指定角度、指定姿态，测量属具上必需的尺寸，这个过程不仅复杂浪费大量时间，而且属具上需要的尺寸往往不能直接测量，需要计算得出某段长
4、另一种方案是通过实时扫描出铲斗的姿态信息，并结合铲斗长度确定铲斗齿尖的位置。然而在实际操作中工况复杂，很难在无任何遮挡的情况下准确扫描铲斗完整的姿态信息，导致齿尖定位的准确性降低，影响实际应用中的作业效果。而且，对于需要切换多种属具的挖掘机，由于属具尺寸未知以及切换属具种类多，需要现场测量属具尺寸并标定，这个过程浪费大量时间，对于需要频繁切换作业属具的场景是难以接受的。另外，齿尖位置的计算是基于尺寸精确测量的基础上，这增加了操作手标定操作难度，不利于智能辅助系统推广。
5、因此，在需要切换不同属具且属具尺寸未知的场景中，现有技术存在属具定位准确性较差的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法及作业机械，用以解决现有技术中属具定位准确性较差的缺陷，实现实现快速准确地定位属具特征点。
2、本专利技术提供一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，所述作业机械包括上车体、下车体及工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆及与所述斗杆连接的待定位属具，所述上车体设置有双目摄像机；在所述待定位属具上预先设置有多个靶点，所述多个靶点包括至少一个属具特征点、及所述待定位属具与所述斗杆的多个安装位置各自对应的中心点；所述方法包括：
3、基于所述双目摄像机，确定不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离；
4、根据不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离，及预先获取的不同所述中心点之间的距离，确定所述待定位属具的属具尺寸；
5、根据所述属具尺寸及整车载体坐标系相对于地面坐标系的变换矩阵，确定所有所述属具特征点在地面坐标系中的位置坐标。
6、根据本专利技术提供一种的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，所述基于所述双目摄像机，确定不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离，包括：
7、调用所述双目摄像机，采集各所述靶点对应的靶点图像；
8、基于yolo算法，检测所述靶点图像中所有所述靶点的位置信息；
9、根据所有所述靶点的位置信息，确定不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离。
10、根据本专利技术提供一种的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，所述多个靶点包括第一中心点、第二中心点、第三中心点、第四中心点、第一属具特征点及第二属具特征点；所述第一中心点和所述第二中心点所确定的第一直线，与所述第三中心点和所述第四中心点所确定的第二直线，及所述第一属具特征点和所述第二属具特征点所确定的第三直线互相平行；
11、不同所述属具特征点之间的距离，包括所述第一属具特征点与所述第二属具特征点的距离；
12、所述属具特征点与所述中心点的距离，包括：所述第一属具特征点与所述第一中心点的距离、及所述第一属具特征点与所述第三中心点的距离；
13、不同所述中心点的距离，包括：所述第一中心点与所述第二中心点的距离、及所述第三中心点与所述第四中心点的距离；
14、所述待定位属具的属具尺寸，包括：所述第一属具特征点与所述第一直线的第一垂线段的第一长度、所述第一属具特征点与所述第二直线的第二垂线段的第二长度、及第一垂线段与第一线段的第一夹角；其中，所述第一线段的长度为第一交点与第二交点的距离，所述第一交点为所述第一直线与所述第一垂线段的交点，所述第二交点为所述第二直线与所述第二垂线段的交点；
15、所述根据不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离，及预先获取的不同所述中心点的距离，确定所述待定位属具的属具尺寸，包括：
16、根据所述第一属具特征点与所述第一中心点的距离、所述第一属具特征点与所述第二属具特征点的距离、及所述第一中心点与所述第二中心点的距离，确定所述第一长度；
17、根据所述第一属具特征点与所述第三中心点的距离、所述第一属具特征点与所述第二属具特征点的距离、及所述第三中心点与所述第四中心点的距离，确定所述第二长度；
18、根据所述第一长度、所述第二长度及所述第一线段的长度，确定所述第一夹角。
19、根据本专利技术提供一种的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，所述根据所述属具尺寸及整车载体坐标系相对于地面坐标系的变换矩阵，确定所有所述属具特征点在地面坐标系中的位置坐标，包括：
20、调用设置于所述动臂上的倾角传感器，测量所述动臂的动臂倾角；
21、调用设置于所述斗杆上的倾角传感器，测量所述斗杆的斗杆倾角；
22、调用设置于所述待定位属具上的角度传感器，测量所述待定位属具的属具倾角；
23、根据所述属具尺寸、所述属具倾角、动臂长度、所述动臂倾角、斗杆长度、所述斗杆倾角及所述整车载体坐标系相对于地面坐标系的变换矩阵，确定所有所述属具特征点在地面坐标系中的位置坐标。
24、根据本专利技术提供一种的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，所述方法还包括：
25、调用设置于所述上车体上的倾角传感器，测量所述上车体的俯仰角、翻滚角；
26、调用设置于所述下车体上的回转角度传感器，测量所述上车体的回转角本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述作业机械包括上车体、下车体及工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆及与所述斗杆连接的待定位属具，所述上车体设置有双目摄像机；在所述待定位属具上预先设置有多个靶点，所述多个靶点包括至少一个属具特征点、及所述待定位属具与所述斗杆的多个安装位置各自对应的中心点；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述基于所述双目摄像机，确定不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离，包括：
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述多个靶点包括第一中心点、第二中心点、第三中心点、第四中心点、第一属具特征点及第二属具特征点；所述第一中心点和所述第二中心点所确定的第一直线，与所述第三中心点和所述第四中心点所确定的第二直线，及所述第一属具特征点和所述第二属具特征点所确定的第三直线互相平行；
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述根据所述属具尺寸及整车
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位装置，其特征在于，应用于作业机械；所述作业机械包括上车体、下车体及工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆及与所述斗杆连接的待定位属具，所述上车体设置有双目摄像机；在所述待定位属具上预先设置有多个靶点，所述多个靶点包括至少一个属具特征点、及所述待定位属具与所述斗杆的多个安装位置各自对应的中心点；
8.一种作业机械，其特征在于，包括如权利要求7所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位装置。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其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如权利要求1至6任一项所述基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述作业机械包括上车体、下车体及工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆及与所述斗杆连接的待定位属具，所述上车体设置有双目摄像机；在所述待定位属具上预先设置有多个靶点，所述多个靶点包括至少一个属具特征点、及所述待定位属具与所述斗杆的多个安装位置各自对应的中心点；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述基于所述双目摄像机，确定不同所述属具特征点之间的距离及所述属具特征点与所述中心点的距离，包括：
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述多个靶点包括第一中心点、第二中心点、第三中心点、第四中心点、第一属具特征点及第二属具特征点；所述第一中心点和所述第二中心点所确定的第一直线，与所述第三中心点和所述第四中心点所确定的第二直线，及所述第一属具特征点和所述第二属具特征点所确定的第三直线互相平行；
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的作业机械属具特征点定位方法，其特征在于，所述根据所述属具尺寸及整车载体坐标系相对于地面坐标系的变换矩阵，确定所有所述属具特征点在地面坐标系中的位置坐标，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晨露，余江平，蒋志远，
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：
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