CN112115929A - 一种作业臂架移动位姿的确定方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种作业臂架移动位姿的确定方法、装置及存储介质，通过获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式，基于规划工作场景、目标位姿信息以及起始状态信息，确定作业臂架的初始移动信息，基于关节点的关节数量信息和执行方式，对初始移动信息进行优化，确定作业臂架的目标移动信息，基于目标移动信息，调整作业臂架，以使作业臂架调整后的作业位姿与目标位姿信息所指示的位姿相应。本申请可以快速的规划出一条最合理的行动路线，有助于提高工作效率和质量，进而还有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

Description

一种作业臂架移动位姿的确定方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及工程控制技术领域，尤其是涉及一种作业臂架移动位姿的确定方法、装置及存储介质。

背景技术

对于高空作业车辆来说，例如，斗臂车、挖掘机以及起重机等，作业臂架在高空作业车作业过程中起着至关重要的作用，相较于脚手架、梯子等传统的高空作业方式，作业臂架具有作业性能好、作业效率高、作业安全等优点。目前，安装于高空作业车上的作业臂架通常分为三类：折叠式、伸缩式和由两级伸缩臂和曲臂组成的作业臂架。在高空作业车的作业过程中，需要实时地移动作业臂架的作业位置以及作业姿态，以使得高空作业车辆完成作业。

目前，对于作业臂架移动位姿的确定，仅是作业人员根据以往的经验逐步的调整作业臂架，由于作业臂架中的各个作业部件之间存在耦合关系，使得作业人员很难一步到位的完成作业臂架的调整，为了减少调整后的偏差，作业人员不得不花费较多的时间多轮次的微调，从而增加了较多不必要的作业时间，拖慢了作业进程。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种作业臂架移动位姿的确定方法、装置及存储介质，可以快速的规划出一条最合理的移动路线，有助于提高工作效率和质量，进而有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

本申请实施例提供了一种作业臂架移动位姿的确定方法，所述确定方法包括：

获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；

基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；

基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；

基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

进一步的，通过以下步骤构建所述目标车辆对应的规划工作场景：

获取所述目标车辆的真实工作场景的点云数据，以及所述目标车辆的三维场景模型；

对所述点云数据进行处理，确定所述真实工作场景中障碍物的参数信息；

基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，所述基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景，包括：

以所述三维场景模型所处坐标系为转换标准，对所述参数信息中的坐标信息进行坐标转换，得到转换后的所述障碍物的参数信息；

基于转换后的所述障碍物的参数信息，将所述障碍物添加至所述三维场景模型中，得到所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，通过以下步骤确定所述目标位姿信息：

获取所述作业臂架的期望位姿信息；

确定所述期望位姿信息是否符合移动条件；

若是，将所述期望位姿信息确定为所述目标位姿信息；

若否，重新获取所述作业臂架的期望位姿信息，直至所述期望位姿信息符合所述移动条件为止。

进一步的，所述确定所述期望位姿信息是否符合移动条件，包括：

确定所述期望位姿信息所指示的作业范围是否位于所述作业臂架的预设工作区间，以及在所述期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物；

若所述作业范围位于所述预设工作区间，且所述作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件。

进一步的，所述基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息，包括：

基于所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定在所述规划工作场景中，所述作业臂架的规划路径信息；

确定所述规划路径信息是否满足预设的约束条件；

若满足，将所述规划路径信息确定为初始移动信息；

若不满足，基于所述预设的约束条件调整所述规划路径信息，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

进一步的，所述基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息，包括：

对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息；

基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径；

按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径；

确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物；

若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。

本申请实施例还提供了一种作业臂架移动位姿的确定装置，所述确定装置包括：

获取模块，用于获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；

初始信息确定模块，用于基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；

目标信息确定模块，用于基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；

执行模块，用于基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

进一步的，所述确定装置还包括场景构建模块，所述场景构建模块用于通过以下步骤构建所述目标车辆对应的规划工作场景：

获取所述目标车辆的真实工作场景的点云数据，以及所述目标车辆的三维场景模型；

对所述点云数据进行处理，确定所述真实工作场景中障碍物的参数信息；

基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，所述场景构建模块在用于基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景时，所述场景构建模块用于：

以所述三维场景模型所处坐标系为转换标准，对所述参数信息中的坐标信息进行坐标转换，得到转换后的所述障碍物的参数信息；

基于转换后的所述障碍物的参数信息，将所述障碍物添加至所述三维场景模型中，得到所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，所述确定装置还包括目标位姿确定模块，所述目标位姿确定模块用于通过以下步骤确定所述目标位姿信息：

获取所述作业臂架的期望位姿信息；

确定所述期望位姿信息是否符合移动条件；

若是，将所述期望位姿信息确定为所述目标位姿信息；

若否，重新获取所述作业臂架的期望位姿信息，直至所述期望位姿信息符合所述移动条件为止。

进一步的，所述目标位姿确定模块在用于确定所述期望位姿信息是否符合移动条件时，所述目标位姿确定模块用于：

确定所述期望位姿信息所指示的作业范围是否位于所述作业臂架的预设工作区间，以及在所述期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物；

若所述作业范围位于所述预设工作区间，且所述作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件。

进一步的，所述初始信息确定模块在用于基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息时，所述初始信息确定模块用于：

基于所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定在所述规划工作场景中，所述作业臂架的规划路径信息；

确定所述规划路径信息是否满足预设的约束条件；

若满足，将所述规划路径信息确定为初始移动信息；

若不满足，基于所述预设的约束条件调整所述规划路径信息，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

进一步的，所述目标信息确定模块在用于基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息时，所述目标信息确定模块用于：

对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息；

基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径；

按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径；

确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物；

若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时执行如上述的作业臂架移动位姿的确定方法的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时执行如上述的作业臂架移动位姿的确定方法的步骤。

本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定方法，获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

这样，本申请通过获取的规划场景和作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式，可以快速的规划出一条最合理的行动路线，使得工作部件以需要的姿态快速到达指定位置，有助于提高工作效率和质量，进而还有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定方法的流程图；

图2为目标车辆的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的另一种作业臂架移动位姿的确定方法的流程图；

图4为设置于目标车辆上的感知系统的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定装置的结构示意图之一；

图6为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定装置的结构示意图之二；

图7为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。

首先，对本申请可适用的应用场景进行介绍。本申请可应用于工程控制技术领域。获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

经研究发现，目前，对于作业臂架移动位姿的确定，仅是作业人员根据以往的经验逐步的调整作业臂架，由于作业臂架中的各个作业部件之间存在耦合关系，使得作业人员很难一步到位的完成作业臂架的调整，为了减少调整后的偏差，作业人员不得不花费较多的时间多轮次的微调，从而增加了较多不必要的作业时间，拖慢了作业进程。

基于此，本申请提供了一种作业臂架移动位姿的确定方法，通过获取的规划工作场景等信息，快速的规划出一条最合理的移动路线，有助于提高工作效率和质量，进而有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定方法的流程图。如图1中所示，本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定方法，包括：

S101：获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式。

该步骤中，获取针对于目标车辆构建的该目标车辆对应的规划工作场景，以及设置在该目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式等。

其中，规划工作场景中包括目标车辆和该目标车辆的当前作业环境中所存在的障碍物。

另外，目标车辆上的作业臂架可以包括机械臂和工作斗，目标车辆的具体结构以斗臂车为例进行说明，但不局限于斗臂车，请参阅图2，图2为目标车辆的结构示意图，该目标车辆上可以包括7个执行机构和6个关节，分别为斗臂车本体200、液压系统201、底盘转臂202、伸缩臂203、转臂转轴204、工作斗转臂205、工作斗206、回转关节207、起伏关节208、伸缩关节209、调平关节210、臂转关节211以及斗转关节212。

此外，对于该目标车辆而言，对于信息的处理与传输是通过与目标车辆相对应的上位机和下位机来完成。

这里，目标位姿信息可以包括作业臂架的目标位置和目标姿态等；起始状态信息是通过安装在目标车辆关节上的传感器，通过获取到关节的起始状态信息确定出来的。

具体的，对应于上述实施例，可以通过设置在5个关节处的传感器，获取5个关节的起始状态信息，即获取回转关节207、起伏关节208、伸缩关节209、臂转关节211以及斗转关节212的起始状态信息；其中，调平关节210和起伏关节208存在着互补关系，根据起伏关节208的起始状态信息可以确定出调平关节210的起始状态信息，且工作斗在工作时必须保持水平的工作状态。从而，可以基于获取到的各个关节的起始状态信息和工作斗的工作状态，通过运动学正解得到工作斗的实时位置信息，进而可以确定出作业臂架的起始状态信息，其中，起始状态信息可以包括工作斗的起始状态信息和机械臂的起始状态信息，也可以仅包括工作斗的起始状态信息或机械臂的起始状态信息，根据实际情况可以具体设置，在此不做限制。

这里，获取到的目标位姿信息是用户通过用户端输入的，具体的，可以通过上位机接收输入的目标位姿信息，通过下位机接收各个关节的起始状态信息。这里，关节点的关节数量信息可以包括作业臂架具有的所有关节数量，执行方式可以为作业臂架执行任务时能同时移动的关节点的数量以及移动关节点的顺序。

S102：基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息。

该步骤中，根据获取的规划工作场景、目标位姿信息以及起始状态信息，采用快速扩展随机树算法确定出一条移动轨迹及该移动轨迹上的轨迹点，也就是说移动轨迹是由一组轨迹点组成，该移动轨迹为作业臂架中工作斗以及作业臂中至少一者的，从初始位置到达目标位置的移动轨迹。

其中，快速扩展随机树算法为自主避障规划的一种算法，通过状态空间的随机采样点，把搜索导向空白区域，从而寻找到一条从起始点到目标点的规划路径，通过对采样点进行碰撞检测，避免了规划轨迹与规划场景中的障碍物的碰撞。

S103：基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息。

该步骤中，基于获取到的关节点的关节数量信息和执行方式，即按照作业臂架的关节数量，对初始移动信息进行优化，即根据作业臂架中关节的数量，对初始移动信息中轨迹点的数量进行裂变以及优化，进而得到对初始移动信息进行优化后的目标移动信息，其中，目标移动信息中可以包括作业臂架中机械臂的目标移动路径以及目标移动位置和/或工作斗的目标移动路径以及目标移动位置。

举例来说，目标车辆具有6个关节，但因为该目标车辆液压系统的限制，每次只能支持2个关节同时运动，初始移动信息的轨迹路径的轨迹点只记录了全部关节到达该轨迹中轨迹点的信息，缺少前两次移动信息，所以S102中确定的初始移动信息中的初始移动轨迹不能直接使用，需要进行优化处理。具体的，初始移动信息中的移动轨迹如果具有70个轨迹点，而此时因为液压系统的限制和关节数量，70个轨迹点会裂变成210个轨迹点，多出140个轨迹点，这样我们需要对多出的140个轨迹点进行处理和检测，从而在保证执行效率和避障要求的前提下，快速规划出一条最合理的轨迹路线。

S104：基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

该步骤中，根据得到的目标移动信息，调整目标车辆的作业臂架的作业位姿，即调整作业臂架的作业位置以及作业姿态，从而使目标车辆的作业臂架调整后的作业位姿与目标位姿信息中所指示的位姿相应。

其中，在执行的过程中，每次移动一个轨迹点，在完成该轨迹点的移动之后，再控制作业臂架进行下一个轨迹点的移动，以此类推，直至完成所有轨迹点的移动为止。对应于上述实施例，依次控制控制目标车辆上的回转关节207、起伏关节208、伸缩关节209、臂转关节211、斗转关节212在每个轨迹点上进行相应移动，同时，调平关节210根据起伏关节208的移动做互补运动，直至全部6个关节均进行完移动为止，使得目标车辆的作业臂架以指定的姿态到达指定位置。

本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定方法，获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

这样，本申请通过获取的规划场景和作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式，可以快速的规划出一条最合理的行动路线，使得工作部件以需要的状态快速到达指定位置，有助于提高工作效率和质量，进而还有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

请参阅图3，图3为本申请实施例所提供的另一种作业臂架移动位姿的确定方法的流程图。如图3中所示，本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定方法，包括：

S301：获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式。

S302：基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息。

S303：对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息。

该步骤中，当初始移动轨迹中存在障碍物时，为了使得作业臂架可以很好的规避掉障碍物，会在初始移动轨迹中规划出相应的避障动作，此时，移动轨迹会根据障碍物所在位置发生相应的变化，那么，此时初始移动轨迹的单调性就会发生改变，因此，基于对初始移动信息的单调性进行判断，记录拐点信息，可以从初始移动信息中确定出初始移动信息中拐点的拐点信息。

S304：基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径。

该步骤中，获取初始移动信息对应的密度函数，根据确定出的拐点信息和初始移动信息所指示的轨迹点的数量，从初始移动信息所指示的移动路径中确定出为了躲避障碍物而规划的避障路径，也就是确定出初始移动轨迹因为避障动作，产生相应轨迹点的数量，其中密度函数为轨迹提取密度函数。

S305：按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径。

该步骤中，在确定出避障路径之后，确定出避障路径中的轨迹点，根据预先设置的裂变规则，对各个轨迹点进行裂变，从而更新避障路径，得到更新后的避障路径。

其中，裂变规则可以为：以关节点的数量以及每次可以移动的关节点的数量，确定出裂变的数量，对应于上述实施例，目标车辆每次仅支持2个关节同时运动，该目标车辆共有6个关节，所以确定出的避障路径中的每个轨迹点需要分三次执行，那么轨迹点的数量就需要变为原来3倍，此时便可以将避障路径中的轨迹点的数量裂变为原来的3倍；而当关节的数量为7时，轨迹点的数量就需要裂变为原本4倍；同样的，当关节的数量为9时，轨迹点的数量就需要裂变为原本5倍，以此类推。

这里，确定避障路径是为了减少轨迹点的执行数量，进而提高执行效率。举例来说，假设初始移动轨迹有70个轨迹点，因为目标车辆的液压系统限制和关节数量，使得轨迹点变为210个，因此需要执行的轨迹点的数量由70个变为210个，本申请根据轨迹提取密度函数提取出避障路径，该避障路径相比于初始移动轨迹更简单，具有的轨迹点的数量也更少，进而对轨迹点的执行数量也更少。假设该避障路径中共有30个轨迹点，根据裂变规则，裂变为90个，所以执行轨迹点的数量为90，相比于初始移动轨迹需要执行210个轨迹点来说，本申请大大提高了执行效率。

S306：确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物。

该步骤中，确定是否存在障碍物为对更新后的避障路径中的轨迹点进行碰撞检测，检测目标车辆的所有关节到达该轨迹点是否发生碰撞。

S307：若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。

该步骤中，若更新后的避障路径中不存在障碍物代表碰撞检测通过，更新后的避障路径中的轨迹点，即为目标车辆的作业臂架中所有关节均可顺利到达的，便可以基于更新后的避障路径以及初始移动信息，生成作业臂架的目标移动信息。

当然更新后的避障路径也会存在碰撞检测不通过的情况，面对此类情况时，可以通过增加密度函数的密度的方式，使得更新后的避障路径更接近初始移动信息所指示的初始移动路径。接着对更新后的避障路径中的轨迹点进行碰撞检测，直至更新后的避障路径中的所有轨迹点均通过检测为止，基于通过检测的更新后的避障路径以及初始移动信息，生成作业臂架的目标移动信息。

其中，增加密度函数的密度，使得更新后的避障路径更接近初始移动信息所指示的初始移动路径，可以为增加避障路径中轨迹点的数量。示例的，假设初始移动路径中具有90个轨迹点，通过轨迹密度提取函数每3个点提取一个点，一共提取30个轨迹点，把这30个轨迹点依次连接形成避障路径，然后再对该避障路径进行更新和检测，如果该路径不能完成碰撞检测，此时本申请可以增加密度函数的密度，对于原始轨迹中的轨迹点每两个轨迹点取一个轨迹点，一共可以取45个轨迹点。这样，新的避障路径就更接近初始移动路径。

S308：基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

其中，S301、S302以及S308的描述可以参照S101、S102以及S104的描述，在此不做赘述。

进一步的，通过以下步骤构建所述目标车辆对应的规划工作场景：获取所述目标车辆的真实工作场景的点云数据，以及所述目标车辆的三维场景模型；对所述点云数据进行处理，确定所述真实工作场景中障碍物的参数信息；基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景。

该步骤中，通过设置于目标车辆上的感知系统获取目标车辆的真实工作场景的点云数据，同时，获取预先建立好的目标车辆的三维场景模型；对点云数据进行处理，从真实工作场景中提取出障碍物的参数信息；最后，基于障碍物的参数信息以及目标车辆的三维场景模型，生成该目标车辆对应的规划工作场景。

其中，请参阅图4，图4为设置于目标车辆上的感知系统的结构示意图，感知系统包括云台410和激光雷达420。激光雷达420安装在云台410上，云台410安装在工作斗上，感知系统开启激光雷达420，并控制云台410转动，获取真实工作场景中的点云数据。

进一步的，所述基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景，包括：以所述三维场景模型所处坐标系为转换标准，对所述参数信息中的坐标信息进行坐标转换，得到转换后的所述障碍物的参数信息；基于转换后的所述障碍物的参数信息，将所述障碍物添加至所述三维场景模型中，得到所述目标车辆对应的规划工作场景。

该步骤中，将目标车辆加入到构建好的三维场景模型中，以目标车辆的中心建立坐标系，具体的，可以是以平行于目标车辆的底盘的方向为X轴，以垂直于目标车辆的底盘的方向为Y轴建立直角坐标系；对障碍物的参数信息中的坐标信息进行坐标转换，以三维场景模型的坐标系为参照基础，将障碍物的比例进行调节，同时确定出障碍物在三维场景模型中的位置，从而可以将障碍物添加到三维场景模型中，构建出目标车辆对应的规划工作场景。

其中，规划工作场景相比于真实工作场景而言，减少了一些不必要的物体信息，因为这些信息对目标车辆工作不会产生影响；此外，障碍物的参数信息主要为障碍物的形状信息和位置信息。

进一步的，通过以下步骤确定所述目标位姿信息：获取所述作业臂架的期望位姿信息；确定所述期望位姿信息是否符合移动条件；若是，将所述期望位姿信息确定为所述目标位姿信息；若否，重新获取所述作业臂架的期望位姿信息，直至所述期望位姿信息符合所述移动条件为止。

该步骤中，用户通过用户端输入期望位姿信息，对接收到的期望位姿信息进行检测，确定期望位姿信息是否满足工作的移动条件，若满足，则把接收到的期望位姿信息确定为目标位姿信息，若不满足移动条件，反馈检测失败信息给用户，用户将再次通过用户端重新输入新的期望位姿信息，再次对用户重新输入的新的期望位姿信息进行检测，直至期望位姿信息符合的移动条件为止，将该期望位姿信息确定为目标位姿信息。

其中，对于判断期望位姿信息是否符合移动条件，即为确定用户输入的期望位姿信息是否满足合理性要求，合理性检测可以包括对期望位姿信息进行可达性检测和碰撞性检测。

进一步的，所述确定所述期望位姿信息是否符合移动条件，包括：确定所述期望位姿信息所指示的作业范围是否位于所述作业臂架的预设工作区间，以及在所述期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物；若所述作业范围位于所述预设工作区间，且所述作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件。

该步骤中，检测期望位姿信息所指示的作业范围是否位于目标车辆的作业臂架的预设工作区间内，即对期望位姿信息的可达性进行检测；以及检测期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物，即对期望位姿信息的碰撞性进行检测；若期望位姿信息所指示的作业范围位于预设工作区间，且期望位姿信息所指示的作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件，即只有同时满足可达性检测合格和碰撞性检测合格，期望位姿信息才符合移动条件。

进一步的，S302包括：基于所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定在所述规划工作场景中，所述作业臂架的规划路径信息；确定所述规划路径信息是否满足预设的约束条件；若满足，将所述规划路径信息确定为初始移动信息；若不满足，基于所述预设的约束条件调整所述规划路径信息，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

该步骤中，基于作业臂架的目标位姿信息以及起始状态信息，确定出在规划工作场景中将作业臂架从起始状态信息所指示的位姿移动至目标位姿信息所指示的位姿处的规划路径信息；基于获取到的约束条件，确定规划路径信息是否满足预设的约束条件，其中，约束条件可以包括最大移动加速度、最大移动速度、关节交角的极限等参数信息，实例性的，确定规划路径信息所指示的作业臂架的移动速度是否大于作业臂架的最大移动速度，若大于则说明规划出的规划路径信息不满足约束条件。

若规划路径信息满足约束条件，将确定出的规划路径信息确定为初始移动信息；若规划路径信息不满足约束条件，根据预设的约束条件调整所述规划路径信息，例如，将规划路径信息所指示的作业臂架的移动速度调整为最大移动速度，或者为作业臂架配置一个合适的移动速度，其中，该合适的移动速度可以是根据作业臂架的作业场景进行设置的，根据具体情况具体设置，在此不做限制。

最后，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定方法，获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息；基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径；按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径；确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物；若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

这样，本申请通过获取的规划场景、作业臂架的目标位姿信息以及起始状态信息先确定出初始移动信息，即可以确定出一条初始移动路径，因为作业臂架中关节的数量过多，原始轨迹中的轨迹点会产生相应的裂变，一个轨迹点裂变成多个轨迹点，相应需要执行的轨迹点的数量也随之增多。本申请通过对初始移动路径的单调性进行判断，确定出避障路径，利用简单的轨迹代替原本复杂的轨迹，减少对轨迹点的执行次数，从而大大提高了作业效率。本申请中的方法可以快速的规划出一条最合理的行动路线，使得工作部件以需要的状态快速到达指定位置，有助于提高工作效率和质量，进而还有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

请参阅图5，图5为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定装置的结构示意图之一，图6为本申请实施例所提供的一种作业臂架移动位姿的确定装置的结构示意图之二。如图5中所示，所述确定装置500包括：

获取模块510，获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；

初始信息确定模块520，基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；

目标信息确定模块530，基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；

执行模块540，基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

进一步的，如图6所示，所述确定装置500还包括场景构建模块550，所述场景构建模块550用于通过以下步骤构建所述目标车辆对应的规划工作场景：

获取所述目标车辆的真实工作场景的点云数据，以及所述目标车辆的三维场景模型；

对所述点云数据进行处理，确定所述真实工作场景中障碍物的参数信息；

基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，所述场景构建模块550在用于基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景时，所述场景构建模块550用于：

以所述三维场景模型所处坐标系为转换标准，对所述参数信息中的坐标信息进行坐标转换，得到转换后的所述障碍物的参数信息；

基于转换后的所述障碍物的参数信息，将所述障碍物添加至所述三维场景模型中，得到所述目标车辆对应的规划工作场景。

进一步的，如图6所示，所述确定装置500还包括目标位姿确定模块560，所述目标位姿确定模块560用于通过以下步骤确定所述目标位姿信息：

获取所述作业臂架的期望位姿信息；

确定所述期望位姿信息是否符合移动条件；

若是，将所述期望位姿信息确定为所述目标位姿信息；

若否，重新获取所述作业臂架的期望位姿信息，直至所述期望位姿信息符合所述移动条件为止。

进一步的，所述目标位姿确定模块560在用于确定所述期望位姿信息是否符合移动条件时，所述目标位姿确定模块560用于：

确定所述期望位姿信息所指示的作业范围是否位于所述作业臂架的预设工作区间，以及在所述期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物；

若所述作业范围位于所述预设工作区间，且所述作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件。

进一步的，所述初始信息确定模块520在用于基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息时，所述初始信息确定模块520用于：

基于所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定在所述规划工作场景中，所述作业臂架的规划路径信息；

确定所述规划路径信息是否满足预设的约束条件；

若满足，将所述规划路径信息确定为初始移动信息；

若不满足，基于所述预设的约束条件调整所述规划路径信息，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

进一步的，所述目标信息确定模块530在用于基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息时，所述目标信息确定模块530用于：

对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息；

基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径；

按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径；

确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物；

若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。

本申请实施例提供的作业臂架移动位姿的确定装置，获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

这样，本申请通过获取的规划场景和作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式，可以快速的规划出一条最合理的行动路线，使得工作部件以需要的状态快速到达指定位置，有助于提高工作效率和质量，进而还有助于减少人力成本的消耗以及不必要的经济损失。

请参阅图7，图7为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图7中所示，所述电子设备700包括处理器710、存储器720和总线730。

所述存储器720存储有所述处理器710可执行的机器可读指令，当电子设备700运行时，所述处理器710与所述存储器720之间通过总线730通信，所述机器可读指令被所述处理器710执行时，可以执行如上述图1以及图3所示方法实施例中的作业臂架移动位姿的确定方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1以及图3所示方法实施例中的作业臂架移动位姿的确定方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种作业臂架移动位姿的确定方法，其特征在于，所述确定方法包括：

获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；

基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；

基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；

基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，通过以下步骤构建所述目标车辆对应的规划工作场景：

获取所述目标车辆的真实工作场景的点云数据，以及所述目标车辆的三维场景模型；

对所述点云数据进行处理，确定所述真实工作场景中障碍物的参数信息；

基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景。

3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述参数信息以及所述三维场景模型，生成所述目标车辆对应的规划工作场景，包括：

以所述三维场景模型所处坐标系为转换标准，对所述参数信息中的坐标信息进行坐标转换，得到转换后的所述障碍物的参数信息；

基于转换后的所述障碍物的参数信息，将所述障碍物添加至所述三维场景模型中，得到所述目标车辆对应的规划工作场景。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述目标位姿信息：

获取所述作业臂架的期望位姿信息；

确定所述期望位姿信息是否符合移动条件；

若是，将所述期望位姿信息确定为所述目标位姿信息；

若否，重新获取所述作业臂架的期望位姿信息，直至所述期望位姿信息符合所述移动条件为止。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述确定所述期望位姿信息是否符合移动条件，包括：

确定所述期望位姿信息所指示的作业范围是否位于所述作业臂架的预设工作区间，以及在所述期望位姿信息所指示的作业范围内是否存在障碍物；

若所述作业范围位于所述预设工作区间，且所述作业范围内未存在障碍物，则确定所述期望位姿信息符合移动条件。

6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息，包括：

基于所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定在所述规划工作场景中，所述作业臂架的规划路径信息；

确定所述规划路径信息是否满足预设的约束条件；

若满足，将所述规划路径信息确定为初始移动信息；

若不满足，基于所述预设的约束条件调整所述规划路径信息，将调整后的规划路径信息确定为初始移动信息。

7.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息，包括：

对所述初始移动信息的单调性进行判断，从所述初始移动信息中确定出所述初始移动信息中的拐点信息；

基于所述拐点信息以及所述初始移动信息对应的密度函数，从所述初始移动信息中确定出避障路径；

按照与所述关节数量信息和执行方式对应的裂变规则，更新所述避障路径，得到更新后的避障路径；

确定所述更新后的避障路径中是否存在障碍物；

若不存在，基于所述更新后的避障路径以及所述初始移动信息，生成所述作业臂架的目标移动信息。

8.一种作业臂架移动位姿的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：

获取模块，用于获取目标车辆对应的规划工作场景和设置于所述目标车辆上的作业臂架的目标位姿信息、起始状态信息以及关节点的关节数量信息和执行方式；

初始信息确定模块，用于基于所述规划工作场景、所述目标位姿信息以及所述起始状态信息，确定所述作业臂架的初始移动信息；

目标信息确定模块，用于基于所述关节点的关节数量信息和执行方式，对所述初始移动信息进行优化，确定所述作业臂架的目标移动信息；

执行模块，用于基于所述目标移动信息，调整所述作业臂架，以使所述作业臂架调整后的作业位姿与所述目标位姿信息所指示的位姿相应。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至7中任一所述的作业臂架移动位姿的确定方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7中任一所述的作业臂架移动位姿的确定方法。

Images