CN113982690B - 基于锚护作业的控制方法及装置、系统、掘锚护一体机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于锚护作业的控制方法及装置、系统、掘锚护一体机，所述方法应用于基于锚护作业的控制系统，该控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，该方法包括：向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业。通过本发明，解决了现有的巷道锚杆支护过程需要人为近距离操作锚杆机实现对孔，导致锚护作业效率低的技术问题。

Description

基于锚护作业的控制方法及装置、系统、掘锚护一体机

技术领域

本发明涉及煤矿开采领域，具体而言，涉及一种基于锚护作业的控制方法及装置、系统、掘锚护一体机。

背景技术

目前，中国煤炭采掘行业一直处在机械化操作、近距离遥控等方式，这种操作方式使煤矿采掘工人一直身处危险的工作面，灰尘大，视线不清等，使煤矿采掘效率停滞不前；由于煤矿采掘效率的失调日益严重，严重影响了煤矿开采的进度及产能，然而影响采掘效率的关键因素是临时支护、锚固的效率提不上来，在井下巷道锚杆支护的过程中，特别是特殊地质条件下，施工难度和条件特别恶劣，有一定的危险性，并且需要大量的人力、物力。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于锚护作业的控制方法及装置、系统、掘锚护一体机，以至少解决现有的巷道锚杆支护过程需要人为近距离操作锚杆机实现对孔，导致锚护作业效率低的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种基于锚护作业的控制方法，所述方法应用于基于锚护作业的控制系统，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，所述控制方法包括：向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业。

可选的，所述根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息包括：将所述点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；提取所述点云图像数据中的边界点云；从预先加载的场景模型点云中查找与所述边界点云匹配的目标场景模型点云；按照预设旋转矩阵将所述目标场景模型点云进行矩阵转换，得到所述边界点云对应的第一坐标信息，其中，所述第一坐标信息表示所述目标锚孔对应的位置信息；基于所述第一坐标信息计算所述边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，所述第二坐标信息表示所述目标锚孔对应的中心位置信息；输出所述中心位置信息。

可选的，在根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息之前，所述方法还包括：对所述点云图像数据进行数据清洗，以滤除所述点云图像数据中与所述目标锚孔不相关的点云数据，得到清洗后的点云图像数据；根据点云之间的距离信息对清洗后的点云图像数据进行聚类分割。

可选的，所述基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业包括：判断是否成功获取所述中心位置信息；若获取失败，则向所述摄像装置重新发送所述控制指令；若获取成功，则向所述执行机构发送锚护指令，以利用所述中心位置信息控制所述执行机构对准所述目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

第二方面，本发明提供了一种基于锚护作业的控制装置，所述装置应用于基于锚护作业的控制系统，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，所述控制装置包括：第一发送模块，用于向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；识别模块，用于根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；控制模块，用于基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业。

可选的，所述识别模块包括：输入单元，用于将所述点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；提取单元，用于提取所述点云图像数据中的边界点云；查找单元，用于从预先加载的场景模型点云中查找与所述边界点云匹配的目标场景模型点云；第一计算单元，用于按照预设旋转矩阵将所述目标场景模型点云进行矩阵转换，得到所述边界点云对应的第一坐标信息，其中，所述第一坐标信息表示所述目标锚孔对应的位置信息；第二计算单元，用于基于所述第一坐标信息计算所述边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，所述第二坐标信息表示所述目标锚孔对应的中心位置信息；输出单元，用于输出所述中心位置信息。

可选的，所述装置还包括：清洗模块，用于在所述识别模块根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔的中心位置信息之前，对所述点云图像数据进行数据清洗，以滤除所述点云图像数据中与所述目标锚孔不相关的点云数据，得到清洗后的点云图像数据；聚类模块，用于根据点云之间的距离信息对清洗后的点云图像数据进行聚类分割。

可选的，控制模块包括：判断单元，用于判断是否成功获取所述中心位置信息；执行单元，用于当获取失败时，向所述摄像装置重新发送所述控制指令；当获取成功时，向所述执行机构发送锚护指令，以利用所述中心位置信息控制所述执行机构对准所述目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

第三方面，本发明提供了一种基于锚护作业的控制系统，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，其中，所述摄像装置，用于根据所述控制管理终端发送的控制指令采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；所述控制管理终端，包括：发送模块，用于向所述摄像装置发送所述控制指令；识别模块，用于根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；控制模块，用于基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业；所述执行机构，用于依据所述中心位置信息进行移动，以对准所述目标锚孔的中心位置。

可选的，所述执行机构包括机械臂，所述机械臂包括控制器，所述控制管理终端，还用于向所述控制器发送锚护指令，其中，所述锚护指令用于控制所述机械臂进行锚护作业；所述机械臂，用于通过转动操作寻找所述目标锚孔并对准所述目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

第四方面，本发明还提供了一种掘锚护一体机，包括人机交互终端，所述人机交互终端被设置为包括上述任一项所述的控制装置。

第五方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

第六方面，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项装置实施例中的步骤。

本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制方法，应用于基于锚护作业的控制系统，该控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，控制管理终端向摄像装置发送控制指令，控制摄像装置采集目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈点云图像数据至控制管理终端；根据点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；然后向执行机构发送所述中心位置信息，以控制执行机构寻找所述目标锚孔的中心位置，实现了锚孔识别流程自动化，提高了寻孔效率和准确率，无需人为参与，保证了作业人员安全，从而解决了现有的巷道锚杆支护过程需要人为近距离操作锚杆机实现对孔，导致锚护作业效率低的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制系统的结构框图；

图2是根据本发明实施例提供的一种自动寻孔系统示意图；

图3是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例提供的一种锚护作业流程图；

图5是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，本发明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。应该理解这样使用在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明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”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。

为了解决相关技术存在的技术问题，在本实施例中提供了一种基于锚护作业的控制方法。下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制方法应用在基于锚护作业的控制系统中，图1是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制系统的结构框图，如图1所示，该控制系统至少包括控制管理终端10、基于视觉定位的摄像装置20、目标锚孔30和执行机构40，其中，

摄像装置20，用于根据控制管理终端10发送的控制指令采集目标锚孔30对应的点云图像数据并实时反馈点云图像数据至控制管理终端10；

本实施例中的基于视觉定位的摄像装置为一组由3D定位传感器和摄像头组成的系统，以图像传感器为采集软件，辅助以光源，来实现特定的检测或定位等特定目的，视野精度可达0.05mm；通过投射特定的光信息到物体表面及背景后，由摄像头采集图像数据；然后由控制管理终端处理图像采集数据，具体地，根据对目标锚孔造成的光信号的变化来计算目标锚孔的位置、深度等信息，进而复原目标锚孔对应的整个三维空间，得到点云图像数据集。

本实施例中的基于视觉定位的摄像装置20优选3D视觉相机；具体地，将3D视觉相机安装于执行机构40上，通过3D视觉相机的结构光相机的SDK，驱动结构光相机来拍照，获取到目标锚孔的点云图像数据，并将点云图像数据读入内存，并实时反馈给控制管理终端10，由控制管理终端10处理点云图像数据。由于3D相机可获取真实世界尺度下的3D信息，例如，空间中的任何一个点都可以由(x,y,x)来表示，一张由3D相机获取的深度图，实际上是一副包括x,y,x图，从而能够准确地还原出目标锚孔的三维信息，相比现有技术中，人为近距离操作锚杆对孔，通过上述实施例对孔精度小于或等于±5mm，极大地提高了识别锚孔的准确度。

控制管理终端10包括：发送模块，用于向摄像装置20发送控制指令；识别模块，用于根据点云图像数据识别目标锚孔10对应的中心位置信息；控制模块，用于基于中心位置信息控制执行机构进行锚护作业；

在本实施例中，控制管理终端10可为应用软件或者web网页系统，可安装在移动终端、服务器、计算机终端或者类似的运算装置中。

本实施例中的控制管理终端10为控制系统的主控单元，可以将相机传感器识别系统和机器手臂打孔系统直接联动，不经过主控系统。可选地，控制管理终端10向基于视觉定位的摄像装置20发送控制指令，触发摄像装置20采集点云图像数据，获取点云图像数据后，对点云图像数据依次进行下采样、聚类分割、边界提取、二次聚类分割和质心提取的操作，得到目标锚孔的中心位置，然后将中心位置发送给执行机构40。

利用控制管理终端控制基于视觉定位的摄像装置来识别锚孔位置以及结合发送中心位置给执行机构的应用，实现了自动化识别锚孔，无需人为参与，避免了传统的锚孔过程中需要采掘工人一直身处危险的工作面、灰尘大、视线不清等环境中的缺陷。

执行机构40，用于依据中心位置信息进行移动，以对准目标锚孔30的中心位置。

优选地，执行机构40包括机械臂41，机械臂41包括控制器411，控制管理终端10还用于向控制器411发送锚护指令，由锚护指令于控制机械臂41进行锚护作业；机械臂41，用于通过转动操作寻找目标锚孔30并对准目标锚孔30的中心位置进行锚护作业，由控制管理终端指导机械臂寻孔并进行打孔，实现了锚护作业的无人化和智能化系统，实现锚杆机快速准确对孔，提高锚护效率。

在本发明实施例的一个应用场景中，图2是根据本发明实施例提供的一种自动寻孔系统示意图，如图2所示，该自动寻孔系统应用于掘进锚护一体机，该系统包括上位机(即上述控制管理终端10)、视觉系统(即上述基于视觉定位的摄像装置20)、液压伺服系统、掘锚护机械臂及掘进机控制系统。

在本实施例中，上位机与掘进机控制系统之间通讯连接，掘进机控制系统可通过上位机依托自主定位和自动驾驶技术，完成对煤矿巷道环境地图的构建，并进行实时掘进位姿、临时护顶、钻锚姿态的精准感知，并提供锚孔的位置信息给液压伺服系统中的控制器，并向机械臂控制器发布自动锚护指令，控制机械臂俯仰/横摆/平移。

在本实施例中，视觉系统包括相机和光源，优选3D相机；在接收上位机发送的控制指令后，通过布置在钻机(即上述执行机构)本体上端的视觉传感器，向顶板拍照，获取预制钢带上的预钻孔(即上述目标锚孔30)相关的点云图像数据，并反馈至上位机。

进一步地，上位机根据接收到的点云图像数据，利用智能技术进行识别，以识别预钻孔的位置，并确定孔位中心；然后将孔位中心位置信息发送至执行机构，并向执行机构发送锚护指令。

进一步地，液压伺服系统，通过控制液压阀，实现油缸运动控制来驱动钻机移动以及摆转，按照运动轨迹规划将钻机精确对准目标孔，控制钻机钻头对孔精度小于或等于±5mm；然后驱动执行机构实现平动、俯仰摆动、左右摆动3个自由度，平动机构使得钻机达到预钻孔附近的位置，然后通过视觉系统实现识别定位，并绕两个轴线的旋转摆动，带动钻机的钻孔轴线运动，最终引导执行机构到预钻孔位中心，并根据接收掘进机控制指令，完成自动寻孔、定位、对准等动作。

其中，掘进机的指令推动钻机平动达到粗略位置，视觉系统接收到控制指令后进行拍照，实现目标的识别并给出目标锚孔的位置，执行机构绕两个轴转动的角度，由液压伺服系统对钻机的运动轨迹规划和控制、驱动执行机构将钻机对准目标孔，然后控制机器手臂的多自由度运动，实现自动锚孔检测和定位。

应用于上述实施例提供的控制系统，本发明实施例还提供一种基于锚护作业的控制方法，图3是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制方法的流程图，该方法应用于上述图1提供的控制系统中，该系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤S302，向摄像装置发送控制指令，以控制摄像装置采集目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈点云图像数据至控制管理终端；

在一个示例中，使用3D视觉相机替代人眼对W型钢带进行锚孔检测和区域拍摄，根据相机拍照采集到的钢带点云图像等数据。

步骤S304，根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息；

根据上述示例，通过使用点云识别算法在线自动进行锚孔位置计算，实现钢带孔的识别和定位，定位精度小于1mm，重复定位精度0.2mm。

步骤S306，基于中心位置信息控制执行机构进行锚护作业。

本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制方法，应用于基于锚护作业的控制系统，该控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，控制管理终端向摄像装置发送控制指令，控制摄像装置采集目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈点云图像数据至控制管理终端；根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息；然后向执行机构发送中心位置信息，以控制执行机构寻找目标锚孔的中心位置，实现了锚孔识别流程自动化，提高了寻孔效率和准确率，无需人为参与，保证了作业人员安全，从而解决了现有的巷道锚杆支护过程需要人为近距离操作锚杆机实现对孔，导致锚护作业效率低的技术问题。

在本案的一个可选的实施例中，根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息包括：将点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；提取点云图像数据中的边界点云；从预先加载的场景模型点云中查找与边界点云匹配的目标场景模型点云；按照预设旋转矩阵将目标场景模型点云进行矩阵转换，得到边界点云对应的第一坐标信息，其中，第一坐标信息表示目标锚孔对应的位置信息；基于第一坐标信息计算边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，第二坐标信息表示目标锚孔对应的中心位置信息；输出中心位置信息。

在本实施例的一个可选示例中，点云图像数据处理(即上述将点云图像数据输入预置的点云目标检测模型)到输出孔的坐标流程主要包括边界提取、模板匹配和点云质心计算，其中，

边界提取：边界提取主要是根据点云的法线将点云的边界提取出来，从提取的边界中可以大致看到点云的轮廓，同时点云的数量变相对少很多，边界提取中涉及到邻近搜索的半径参数，这个对于计算的速度和边界的精度要求比较高，需要根据实际的要求来设定(一般设置点云分辨率的10倍比较合适)。

模板匹配：模板匹配就是根据事先加载的模板点云，从目标点云中(就是当前从结构光相机中读到的点云)找到最匹配的点云，然后将模板点云的数据按照特定的旋转矩阵进行转换，转换完成后，模板点云即和目标点云中的孔重合，此时模板点云的坐标信息即为所求目标孔的坐标信息。

点云质心：根据孔的点云数据，计算出点云的质心即为孔的目标位置。

在本案的另一个可选的实施例中，在根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息之前，还包括：对点云图像数据进行数据清洗，以滤除点云图像数据中与目标锚孔不相关的点云数据，得到清洗后的点云图像数据；根据点云之间的距离信息对清洗后的点云图像数据进行聚类分割。

在本实施例中，结构光相机生成点云文件后，对点云图像数据进行直通滤滤，包括下采样和下采样，其中，下采样：直通过滤主要是为了去除不相关的点云数据，比如位置特别近或者特别远的点云；下采样是为了稀疏点云(采用体素滤波的方式)，即保持点云的外在形态，又便于后续的计算速度，这里的设置下采样的参数需要根据实际情况来设定，平衡点云的稀疏程序和后续的计算速度。

聚类分割：聚类分割主要是根据点云之间的距离信息，将最集中的点云分割出来，剔除那些次要的聚集点云，在实际环境中可以使用此方法来排除其他点云信息。

可选地，基于中心位置信息控制执行机构进行锚护作业包括：判断是否成功获取中心位置信息；若获取失败，则向摄像装置重新发送控制指令；若获取成功，则向执行机构发送锚护指令，以利用中心位置信息控制执行机构对准目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

根据本实施例中的一种基于锚护作业的控制方法执行锚护作业的流程如图4所示，图4是根据本发明实施例提供的一种锚护作业流程图，具体包括一下流程作业：

步骤S401，机器臂执行就位；

步骤S402，拍照；

步骤S403，锚孔位姿是否成功获取；如果是，则进行步骤S404；否则，则返回步骤S402；

步骤S404，进行锚护作业；

步骤S405，判断是否需要继续进行下一道工序；如果是，则打孔结束；否则，返回步骤S402。

本发明实施例实现锚护作业时锚孔检测识别流程自动化，自动锚护不需要人为参与，提升作业人员安全；使得锚护作业可以不间断工作，机械臂配套相机可以同时工作，且自动寻孔系统单次作业时间(含钻机就位、拍照、计算、执行结构移动到位)不大于20s。

基于上文各个实施例提供的基于锚护作业的控制方法，基于同一发明构思，在本实施例中还提供了一种基于锚护作业的控制装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图5是根据本发明实施例提供的一种基于锚护作业的控制装置的结构框图，如图5所示，基于锚护作业的控制装置应用于基于锚护作业的控制系统，控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，该装置包括：发送模块50，用于向摄像装置发送控制指令，以控制摄像装置采集目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈点云图像数据至控制管理终端；识别模块52，连接至上述发送模块50，用于根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息；控制模块54，连接至上述识别模块52，用于基于中心位置信息控制执行机构进行锚护作业。

可选的，识别模块52包括：输入单元，用于将点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；提取单元，用于提取点云图像数据中的边界点云；查找单元，用于从预先加载的场景模型点云中查找与边界点云匹配的目标场景模型点云；第一计算单元，用于按照预设旋转矩阵将目标场景模型点云进行矩阵转换，得到边界点云对应的第一坐标信息，其中，第一坐标信息表示目标锚孔对应的位置信息；第二计算单元，用于基于第一坐标信息计算边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，第二坐标信息表示目标锚孔对应的中心位置信息；输出单元，用于输出中心位置信息。

可选的，上述装置还包括：清洗模块，用于在识别模块根据点云图像数据识别目标锚孔对应的中心位置信息之前，对点云图像数据进行数据清洗，以滤除点云图像数据中与目标锚孔不相关的点云数据，得到清洗后的点云图像数据；聚类模块，用于根据点云之间的距离信息对清洗后的点云图像数据进行聚类分割。

可选的，控制模块54包括，判断单元，用于判断是否成功获取中心位置信息；执行单元，用于当获取失败时，向摄像装置重新发送控制指令；当获取成功时，向执行机构发送锚护指令，以利用中心位置信息控制执行机构对准目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本发明的实施例还提供了一种掘锚护一体机，包括人机交互终端，所述人机交互终端被设置为执行上述任一项方法实施例中的步骤。可选的，人机交互终端可为上述上位机。

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

S1，向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；

S2，根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；

S3，基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

基于上述图3所示方法和图5所示装置的实施例，为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，包括存储器62和处理器61，其中存储器62和处理器61均设置在总线63上存储器62存储有计算机程序，处理器61执行计算机程序时实现图3所示的基于锚护作业的控制方法。

基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个存储器(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。

可选地，该设备还可以连接用户接口、网络接口、摄像头、射频(Radio Frequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、WI-FI接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种电子设备的结构并不构成对该实体设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于锚护作业的控制方法，其特征在于，所述方法应用于基于锚护作业的控制系统，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，所述控制方法包括：

向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；

根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；

基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业；

所述根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息包括：

将所述点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；

提取所述点云图像数据中的边界点云；

从预先加载的场景模型点云中查找与所述边界点云匹配的目标场景模型点云；

按照预设旋转矩阵将所述目标场景模型点云进行矩阵转换，得到所述边界点云对应的第一坐标信息，其中，所述第一坐标信息表示所述目标锚孔对应的位置信息；

基于所述第一坐标信息计算所述边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，所述第二坐标信息表示所述目标锚孔对应的中心位置信息；

输出所述中心位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息之前，所述方法还包括：

对所述点云图像数据进行数据清洗，以滤除所述点云图像数据中与所述目标锚孔不相关的点云数据，得到清洗后的点云图像数据；

根据点云之间的距离信息对清洗后的点云图像数据进行聚类分割。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业包括：

判断是否成功获取所述中心位置信息；

若获取失败，则向所述摄像装置重新发送所述控制指令；若获取成功，则向所述执行机构发送锚护指令，以利用所述中心位置信息控制所述执行机构对准所述目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

4.一种基于锚护作业的控制装置，其特征在于，所述装置应用于基于锚护作业的控制系统，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，所述控制装置包括：

第一发送模块，用于向所述摄像装置发送控制指令，以控制所述摄像装置采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；

识别模块，用于根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；

控制模块，用于基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业；

所述识别模块包括：

输入单元，用于将点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；

提取单元，用于提取点云图像数据中的边界点云；

查找单元，用于从预先加载的场景模型点云中查找与边界点云匹配的目标场景模型点云；

第一计算单元，用于按照预设旋转矩阵将目标场景模型点云进行矩阵转换，得到边界点云对应的第一坐标信息，其中，第一坐标信息表示目标锚孔对应的位置信息；

第二计算单元，用于基于第一坐标信息计算边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，第二坐标信息表示目标锚孔对应的中心位置信息；

输出单元，用于输出中心位置信息。

5.一种用于锚护作业的控制系统，其特征在于，所述控制系统至少包括控制管理终端、基于视觉定位的摄像装置、目标锚孔和执行机构，其中，

所述摄像装置，用于根据所述控制管理终端发送的控制指令采集所述目标锚孔对应的点云图像数据并实时反馈所述点云图像数据至所述控制管理终端；

所述控制管理终端，包括：第一发送模块，用于向所述摄像装置发送所述控制指令；识别模块，用于根据所述点云图像数据识别所述目标锚孔对应的中心位置信息；控制模块，用于基于所述中心位置信息控制所述执行机构进行锚护作业；

所述执行机构，用于依据所述中心位置信息进行移动，以对准所述目标锚孔的中心位置；

所述识别模块包括：

输入单元，用于将点云图像数据输入预置的点云目标检测模型；

提取单元，用于提取点云图像数据中的边界点云；

查找单元，用于从预先加载的场景模型点云中查找与边界点云匹配的目标场景模型点云；

第一计算单元，用于按照预设旋转矩阵将目标场景模型点云进行矩阵转换，得到边界点云对应的第一坐标信息，其中，第一坐标信息表示目标锚孔对应的位置信息；

第二计算单元，用于基于第一坐标信息计算边界点云的质心对应的第二坐标信息，其中，第二坐标信息表示目标锚孔对应的中心位置信息；

输出单元，用于输出中心位置信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述执行机构包括机械臂，所述机械臂包括控制器，

所述控制管理终端，还用于向所述控制器发送锚护指令，其中，所述锚护指令用于控制所述机械臂进行锚护作业；

所述机械臂，用于通过转动操作寻找所述目标锚孔并对准所述目标锚孔的中心位置，并进行锚护作业。

7.一种掘锚护一体机，其特征在于，包括人机交互终端，所述人机交互终端包括权利要求4所述的控制装置。

8.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述方法的步骤。

9.一种存储介质，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权利要求1至3中任一项所述的方法的步骤。