CN109296024B - 一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，通过在无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面粘贴标记点，并在计算机motive软件中构建无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；启动无人挖掘机进行挖掘作业，利用摄像系统记录上述无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；最后根据比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。

Description

一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法
技术领域
本发明涉及一种挖掘机采装位姿检测方法，具体是一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，属于挖掘机检测技术领域。
背景技术
在挖掘机主机厂，无人挖掘机挖掘精度及挖掘效率是评价挖掘机性能的重要技术指标，对于新品的研发和对已有挖掘机产品的性能提升时，均需要对挖掘机各种性能进行测试，依据作业环境，对挖掘机设定作业指令，测试挖掘机的采装精度，借此评价无人挖掘机的采装性能。
现有的无人挖掘机性能测试方法为，目测无人挖掘机的采装过程，若挖掘机不与周围事物发生干涉且能进行正常挖掘作业，就可以将采装过程判定为合格。即现有的性能测试方法无法对无人挖掘机的作业精度进行量化，对无人挖掘机的生产及控制无任何意义的反馈，影响缺陷整改，更无法促进产品优化。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，可对无人挖掘机采装精度进行量化测试，提高检测精度。
为了实现上述目的，本发明提供的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，包括以下步骤：
a.测试前，将无人挖掘机驶入安装有摄像系统的检测区域，启动计算机、交换机、摄像系统；
b.在无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面粘安装标记点，所述的标记点至少为3个，且不共线，根据标记点在计算机motive软件中构建无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；
c.测试时，启动无人挖掘机进行挖掘作业，利用摄像系统记录上述无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，依据控制指令在软件unity2018生成理论控制轨迹信息，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；
d.最后根据实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。
优选地，所述的检测区域由摄像系统、支架、连接单元、交换机、计算机组成，在支架上安装有摄像系统，所述摄像系统由多个摄像机组成，多个摄像机均通过连接单元与交换机连接，交换机通过连接单元连接计算机。
所述的连接单元为千兆网线。
所述摄像机采用Optitrack Prime 13，测量精度为0.1mm。
所述支架为上下两层结构。
在计算机中安装Unity软件处理系统。
还包括摄像机云台，所述的摄像机云台均布在支架上。
多个摄像机均通过螺栓固定安装在摄像机云台上。
本发明通过在无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面粘贴标记点，并在计算机motive软件中构建无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；在启动无人挖掘机进行挖掘作业时，利用摄像系统记录上述无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，依据控制指令在软件unity2018生成理论控制轨迹信息，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；最后根据实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。由计算机自动计算测试时间内无人挖掘机的采装精度，进行采装精度误差量化处理，该检测过程无人工处理干预，检测数据自动处理，数据可溯源，结果准确可靠。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、摄像系统，2、支架，3、连接单元，4、交换机，5、计算机，6、无人挖掘机，7、摄像机云台。
实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，包括以下步骤：
a.测试前，将无人挖掘机6驶入安装有摄像系统1的检测区域，启动计算机5、交换机4、摄像系统1；
b.在无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面粘安装标记点，所述的标记点至少为3个，且不共线，根据标记点在计算机motive软件中构建无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；
c.测试时，启动无人挖掘机进行挖掘作业，利用摄像系统记录上述无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，依据控制指令在软件unity2018生成理论控制轨迹信息，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；
d.最后根据实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。
所述的检测区域由摄像系统1、支架2、连接单元3、交换机4、计算机5组成，在支架2上安装有摄像系统1，所述摄像系统1由多个摄像机组成，多个摄像机均通过连接单元3与交换机4连接，交换机4通过连接单元3连接计算机5。
所述的连接单元3为千兆网线。
所述摄像机采用Optitrack Prime 13，测量精度为0.1mm。
所述支架2为上下两层结构。
在计算机5中安装Unity软件处理系统。
还包括摄像机云台7，所述的摄像机云台7均布在支架2上。
多个摄像机均通过螺栓固定安装在摄像机云台7上。
实施例
在对某一台无人挖掘机进行测试时，首先将无人挖掘机驶入安装有摄像机的检测区域，启动计算机5、交换机4、摄像机；
在该无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面安装标记点，所述的标记点在本行业是具备通用性的，可以用来对挖掘机状态的动态捕捉，该标记点至少为3个且不能共线，根据标记点在计算机motive软件中构建该无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；
测试时，启动该无人挖掘机进行挖掘作业，利用摄像机多方位记录无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，依据控制指令在软件unity2018生成理论控制轨迹信息，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；
最后根据实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。

Claims (8)

1.一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.测试前，将无人挖掘机(6)驶入安装有摄像系统(1)的检测区域，启动计算机(5)、交换机(4)、摄像系统(1)；
b.在无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面粘安装标记点，所述的标记点至少为3个，且不共线，根据标记点在计算机motive软件中构建无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸的结构刚体；
c.测试时，启动无人挖掘机进行挖掘作业，利用摄像系统记录上述无人挖掘机的机体、大臂及大臂油缸、小臂及小臂油缸、挖斗及挖斗油缸表面标记点的实际运动轨迹信息；同时追踪采集在motive软件中构建的结构刚体的时间轨迹数据，依据控制指令在软件unity2018生成理论控制轨迹信息，把实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息进行比对，进行数据处理分析；
d.最后根据实际运动轨迹信息与理论控制轨迹信息比对分析数据，自动计算测试时间内的无人挖掘机的采装位置和姿态误差，生成误差曲线。
2.根据权利要求1所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，所述的检测区域由摄像系统(1)、支架(2)、连接单元(3)、交换机(4)、计算机(5)组成，在支架(2)上安装有摄像系统(1)，所述摄像系统(1)由多个摄像机组成，多个摄像机均通过连接单元(3)与交换机(4)连接，交换机(4)通过连接单元(3)连接计算机(5)。
3.根据权利要求2所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，所述的连接单元(3)为千兆网线。
4.根据权利要求3所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，所述摄像机采用Optitrack Prime 13，测量精度为0.1mm。
5.根据权利要求4所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，所述支架(2)为上下两层结构。
6.根据权利要求4所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，在计算机(5)中安装Unity软件处理系统。
7.根据权利要求5所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，还包括摄像机云台(7)，所述的摄像机云台(7)均布在支架(2)上。
8.根据权利要求6所述的一种无人挖掘机采装位姿精度检测方法，其特征在于，多个摄像机均通过螺栓固定安装在摄像机云台(7)上。
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