CN115268512A - 一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质，用以解决现有技术中因机械工具与物料或船舶发生碰撞而降低设备使用寿命及卸载工作效率的技术问题。方法包括：获取姿态数据建立三维空间模型以确定流机的位置信息；通过单线激光雷达获取点云数据，以根据船舱曲面与船舱中心的距离确定舱壁凹点和舱壁凸点，并将舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线；根据铲斗的位置，确定铲斗与基准线之间的水平距离及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，并根据流机中各指定部件的位置，规划铲斗对应的推压角度及运动轨迹，控制铲斗在基准线内工作，并在铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时控制铲斗停止运动，避免铲斗与流机或船舱碰撞，提高了工作效率。

Description

一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的物料通过船舶运输到码头，且通过机械工具对船舶上的物料进行卸载。现有技术中通过人力控制机械工具卸载物料时，需要依据每个工作人员积累的工作经验对机械工具进行操控。

但是，在复杂的工况下，仅依靠工作人员的工作经验，操控机械工具对物料进行卸载，无法避免因工作人员视野受限或者操作失误等原因造成的损失，使物料受损、机械工具或者船舶严重磨损，降低设备的使用寿命以及卸载的工作效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质，用以解决现有技术中因机械工具与物料或者船舶发生碰撞，而降低设备的使用寿命以及卸载的工作效率的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种船舱的防触壁控制方法，包括：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

在本申请的一种实现方式中，通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线，具体包括：

将单线激光雷达设置于所述流机上，并通过所述单线激光雷达旋转扫描船舱，获取所述船舱对应的点云数据；

将所述单线激光雷达获取到的船舱对应的点云数据集成到所述三维空间模型中，并基于所述三维空间模型，确定所述单线激光雷达与所述流机的相对位置；

根据所述单线激光雷达与所述流机的相对位置以及所述单线激光雷达获取的船舱对应的点云数据，确定出所述船舱的舱壁曲面；

根据所述点云数据，确定出所述船舱的船舱中心，并根据所述舱壁曲面与所述船舱中心的距离，确定出船舱的多个舱壁凹点和舱壁凸点；

从多个舱壁凸点中确定出与所述船舱中心距离最近的舱壁凸点，以确定出所述舱壁凸点对应的平面，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线，以使所述流机在所述基准线内清理所述船舱中的物料。

在本申请的一种实现方式中，在通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点之后，所述方法还包括：

根据所述三维空间模型中舱壁凹点对应的坐标数据以及舱壁凸点对应的坐标数据，计算所述舱壁曲面的平均值；

基于所述舱壁曲面的平均值，确定所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离；

根据所述三维空间模型中两个相邻舱壁凸点分别对应的坐标数据，计算所述船舱中两个相邻舱壁凸点之间的距离；

根据所述单线激光雷达获取的点云数据，确定所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度；

根据所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度，确定针对所述两个相邻舱壁凸点之间的物料清理设备；

根据所述两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息，规划对应的清理策略，并确定所述清理策略对应的物料清理指令；

其中，所述两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息至少包括：相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度；

将所述物料清理指令发送至所述物料清理设备，以使所述物料清理设备根据所述物料清理指令对所述两个相邻舱壁凸点之间的物料进行清理。

在本申请的一种实现方式中，基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，具体包括：

基于所述三维空间模型，获取所述流机对应的初始状态，并获取所述三维空间模型对应的运行参数；其中，所述运行参数至少包括：所述流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值；

根据所述流机对应的初始状态以及所述流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值，确定所述流机中各指定部件的位置；

基于各所述指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，确定所述流机的旋转角度；

根据所述流机的旋转角度，计算所述铲斗对应的最大伸出距离，并规划出所述铲斗对应的推压角度以及相应的运动轨迹。

在本申请的一种实现方式中，根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，具体包括：

根据所述铲斗对应的运动轨迹，确定所述运动轨迹中所述铲斗对应的运动方向以及指定高度；

根据所述铲斗对应的推压角度，控制所述铲斗向所述运动方向伸出所述指定高度，以使所述铲斗在所述船舱的基准线内工作。

在本申请的一种实现方式中，在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动，具体包括：

将压力传感器设置于所述船舱下壁；

通过所述单线激光雷达旋转扫描所述船舱，获取所述铲斗与指定位置之间的距离，并判断所述铲斗与所述指定位置之间的距离是否小于预设阈值；其中，所述指定位置还包括所述船舱底壁对应的位置；

在所述铲斗与所述指定位置之间的距离小于预设阈值时，获取所述压力传感器对应的压力值；

若所述压力传感器对应的压力值大于标准压力值，则确定所述铲斗伸出的指定高度大于所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，并控制所述铲斗停止运动。

在本申请的一种实现方式中，在根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作之后，所述方法还包括：

基于所述铲斗清理所述船舱中物料时对应的推压角度以及运动轨迹，确定所述铲斗完成清理工作后在所述三维空间模型中对应的坐标位置；

基于所述铲斗完成清理工作后对应的坐标位置以及预先训练好的所述流机对应的运动模型，确定所述流机对应的下一目标工作位置；

通过所述单线激光雷达实时旋转扫描所述船舱，获取所述船舱中障碍物对应的坐标位置；

根据所述障碍物对应的坐标位置以及所述流机对应的下一目标工作位置，预测所述流机移动至所述下一目标工作位置的运动轨迹。

在本申请的一种实现方式中，从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，具体包括：

从所述三维空间模型的流机位置信息中，确定出所述铲斗对应的坐标位置，并将所述铲斗对应的坐标位置投影在舱壁底壁；

计算所述铲斗对应的坐标位置与所述船舱底壁上的投影位置之间的垂直距离，以得到所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述船舱底壁上的投影位置与所述船舱的基准线，计算所述铲斗与所述基准线之间的水平距离。

另一方面，本申请实施例还提供了一种船舱的防触壁控制设备，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

另一方面，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

本申请实施例提供了一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质，至少包括以下有益效果：通过铲斗的位置确定出铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，能够进而规划出铲斗在基准线内工作对应的推压角度以及运动轨迹，从而给避免铲斗与流机上的其他部件或者船舱发生碰撞，保证了流机工作的安全性，提高了工作效率；通过在铲斗与流机的其他部件、铲斗与船舱的基准线或者铲斗与船舱中的障碍物之间的距离小于预设阈值时，控制铲斗停止运动，能够避免铲斗与船舱碰撞；通过在船舱底壁设置压力传感器，能够在铲斗与船舱发生碰撞时，及时使铲斗停止运动，减少损失，保障流机的工作安全。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种船舱的防触壁控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种包含流机的船舱俯视图；

图3为本申请实施例提供的一种船舱的防触壁控制设备的内部结构示意图。

其中，舱壁凹点1、舱壁凸点2、铲斗3、船舱曲面4、船舱中心5。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种船舱的防触壁控制方法、设备及介质，通过铲斗的位置确定出铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，能够进而规划出铲斗在基准线内工作对应的推压角度以及运动轨迹，从而给避免铲斗与流机上的其他部件或者船舱发生碰撞；通过在铲斗与流机的其他部件、铲斗与船舱的基准线或者铲斗与船舱中的障碍物之间的距离小于预设阈值时，控制铲斗停止运动，能够避免铲斗与船舱碰撞；通过在船舱底壁设置压力传感器，能够在铲斗与船舱发生碰撞时，及时使铲斗停止运动。解决了现有技术中因机械工具与物料或者船舶发生碰撞，而降低设备的使用寿命以及卸载的工作效率的技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种船舱的防触壁控制方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例提供的一种船舱的防触壁控制方法主要包括以下步骤：

步骤101、通过设置于流机上的姿态传感器获取流机对应的姿态数据，并根据姿态数据建立流机对应的三维空间模型，以通过三维空间模型确定流机的位置信息。

流机是指用铲斗挖掘高于或者低于挖掘平面的物料，并将物料装入运输车辆或者其他卸料目标的土方机械，是集装箱货场、中转站以及铁路场站等场所必不可少的装卸设备。本申请实施例通过设置于流机上的姿态传感器，获取流机对应的姿态数据，并根据获取到的流机对应的姿态数据，建立流机对应的三维空间模型，从而能够通过三维空间模型，确定出流机对应的位置信息。

需要说明的是，根据本申请对流机各指定部件的监控需求，将不同种类的姿态传感器设置于流机的预设位置，以对流机的不同位置进行监控，并获取对应的姿态数据，例如：流机的各指定部件对应的坐标位置、油缸伸缩量以及旋转角度值等数据。

步骤102、通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线。

具体地，本申请实施例将单线激光雷达设置在流机上，以便于通过单线激光雷达旋转扫描船舱，获取船舱对应的点云数据，然后再将单线激光雷达获取到的船舱对应的点云数据集成到三维空间模型中，从而能够基于三维空间模型，确定出单线激光雷达与流机的相对位置。本申请基于单线激光雷达与流机的相对位置以及单线激光雷达获取的船舱对应的点云数据，确定出船舱的舱壁曲面，然后根据获取到的点云数据确定出船舱中心，并根据舱壁曲面与船舱中心之间的距离，确定出船舱的多个舱壁凹点和舱壁凸点。从多个舱壁凸点中确定出与船舱中心距离最近的舱壁凸点，并找到该舱壁凸点对应的平面，将该舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线，从而使流机在基准线内清理船舱中的物料，能够避免铲斗与不规则的船舱舱壁发生碰撞。

如图2所示，船舱的舱壁可能会是不规则形状的，例如图2中的舱壁凹点1和舱壁凸点2这种锯齿形状的舱壁。本申请会根据船舱曲面4与船舱中心5之间的距离，确定出船舱的多个舱壁凹点和舱壁凸点，从而能够将舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线，使流机在基准线内进行物料清理工作，从而避免流机的铲斗3与舱壁发生碰撞。

在本申请的一个实施例中，在通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点之后，本申请会根据三维空间模型中舱壁凹点对应的坐标数据以及舱壁凸点对应的坐标数据，计算出舱壁曲面的平均值，从而基于舱壁曲面的平均值，确定出船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离。本申请还会根据三维空间模型中两个相邻舱壁凸点分别对应的坐标数据，计算船舱中两个相邻舱壁凸点之间的距离，以及根据单线激光雷达获取的点云数据，确定出船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度，从而根据船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度，确定清理两个相邻舱壁凸点之间物料对应的物料清理设备。

本申请根据两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息，规划出两个相邻舱壁凸点之间物料对应的清理策略，并确定出该清理策略对应的物料清理指令，然后将物料清理指令发送给物料清理设备，以使物料清理设备能够根据物料清理指令对两个相邻舱壁凸点之间的物料进行清理。

需要说明的是，本申请实施例中的两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息至少包括：相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度。

步骤103、从流机的位置信息中确定出流机的铲斗的位置，以根据铲斗的位置，确定铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离。

具体地，本申请根据三维空间模型的流机位置信息中找到铲斗对应的坐标位置，并将铲斗对应的坐标位置投影在舱壁底壁，从而计算出铲斗对应的坐标位置与船舱底壁上的投影位置之间的垂直距离，即得到铲斗与船舱底壁之间的垂直距离。基于船舱底壁上的投影位置与船舱的基准线，计算出铲斗与基准线之间的水平距离。

步骤104、基于三维空间模型确定的流机中各指定部件的位置，根据铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，规划出铲斗对应的推压角度以及运动轨迹。

具体地，本申请基于三维空间模型获取流机对应的初始状态，并获取三维空间模型对应的运行参数。需要说明的是，本申请实施例中的运行参数至少包括：流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值，指定部件可以是流机的大臂、小臂以及铲斗。

本申请根据流机对应的初始状态以及流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值，确定出流机中各指定部件的位置，然后基于各指定部件的位置，根据铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，确定出流机的旋转角度，再根据流机的旋转角度，计算出铲斗对应的最大伸出距离，从而规划出铲斗对应的推压角度以及相应的运动轨迹。

步骤105、根据铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制铲斗在基准线内工作，并在铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制铲斗停止运动。

具体地，本申请根据铲斗对应的运动轨迹，能够确定出运动轨迹中铲斗对应的运动方向以及指定高度，然后根据铲斗对应的推压角度，控制铲斗向该运动方向伸出指定高度，从而能够使铲斗在船舱的基准线内工作。

本申请在船舱下壁设置压力传感器，以便于能够通过压力传感器获取船舱底壁对应的压力值。通过单线激光雷达旋转扫描船舱，能够得到铲斗与指定位置之间的距离，然后判断铲斗与指定位置之间的距离是否小于预设阈值。需要说明的是，本申请实施例中的指定位置还包括船舱底壁对应的位置。

在铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，本申请获取当前时刻压力传感器对应的压力值，若压力传感器对应的压力值大于标准压力值，则能够确定出铲斗伸出的指定高度大于铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，这种情况下铲斗与船舱底壁发生撞击，此时需要控制铲斗停止运动，从而降低流机与船舱之间撞击造成的磨损。

在本申请的一个实施例中，在根据铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制铲斗在基准线内工作之后，本申请还需要基于铲斗清理船舱中物料时对应的推压角度以及运动轨迹，确定出铲斗完成清理工作后在三维空间模型中对应的坐标位置，然后基于铲斗完成清理工作后对应的坐标位置以及预先训练好的流机对应的运动模型，确定出流机对应的下一目标工作位置。通过单线激光雷达实时旋转扫描船舱，能够获取到船舱中障碍物对应的坐标位置，然后根据障碍物对应的坐标位置以及流机对应的下一目标工作位置，预测出流机移动至下一目标工作位置对应的运动轨迹。这样能够避免流机技术当前物料清理工作，移动至下一工作位置时，与船舱或者船舱中的障碍物发生碰撞，从而提高流机的工作效率。

以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种船舱的防触壁控制方法设备，其结构如图3所示。

图3为本申请实施例提供的一种船舱的防触壁控制设备的内部结构示意图。如图3所示，设备包括：

至少一个处理器；

以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器获取流机对应的姿态数据，并根据姿态数据建立流机对应的三维空间模型，以通过三维空间模型确定流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线；

从流机的位置信息中确定出流机的铲斗的位置，以根据铲斗的位置，确定铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于三维空间模型确定的流机中各指定部件的位置，根据铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，规划出铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制铲斗在基准线内工作，并在铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制铲斗停止运动。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器获取流机对应的姿态数据，并根据姿态数据建立流机对应的三维空间模型，以通过三维空间模型确定流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将舱壁凸点对应的平面作为船舱的基准线；

从流机的位置信息中确定出流机的铲斗的位置，以根据铲斗的位置，确定铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于三维空间模型确定的流机中各指定部件的位置，根据铲斗与基准线之间的水平距离以及铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，规划出铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制铲斗在基准线内工作，并在铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制铲斗停止运动。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

2.根据权利要求1所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线，具体包括：

将单线激光雷达设置于所述流机上，并通过所述单线激光雷达旋转扫描船舱，获取所述船舱对应的点云数据；

将所述单线激光雷达获取到的船舱对应的点云数据集成到所述三维空间模型中，并基于所述三维空间模型，确定所述单线激光雷达与所述流机的相对位置；

根据所述单线激光雷达与所述流机的相对位置以及所述单线激光雷达获取的船舱对应的点云数据，确定出所述船舱的舱壁曲面；

根据所述点云数据，确定出所述船舱的船舱中心，并根据所述舱壁曲面与所述船舱中心的距离，确定出船舱的多个舱壁凹点和舱壁凸点；

从多个舱壁凸点中确定出与所述船舱中心距离最近的舱壁凸点，以确定出所述舱壁凸点对应的平面，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线，以使所述流机在所述基准线内清理所述船舱中的物料。

3.根据权利要求2所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，在通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点之后，所述方法还包括：

根据所述三维空间模型中舱壁凹点对应的坐标数据以及舱壁凸点对应的坐标数据，计算所述舱壁曲面的平均值；

基于所述舱壁曲面的平均值，确定所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离；

根据所述三维空间模型中两个相邻舱壁凸点分别对应的坐标数据，计算所述船舱中两个相邻舱壁凸点之间的距离；

根据所述单线激光雷达获取的点云数据，确定所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度；

根据所述船舱中相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度，确定针对所述两个相邻舱壁凸点之间的物料清理设备；

根据所述两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息，规划对应的清理策略，并确定所述清理策略对应的物料清理指令；

其中，所述两个相邻舱壁凸点之间的空间尺寸信息至少包括：相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的距离、两个相邻舱壁凸点之间的距离以及相邻舱壁凹点与舱壁凸点之间的物料高度；

将所述物料清理指令发送至所述物料清理设备，以使所述物料清理设备根据所述物料清理指令对所述两个相邻舱壁凸点之间的物料进行清理。

4.根据权利要求1所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，具体包括：

基于所述三维空间模型，获取所述流机对应的初始状态，并获取所述三维空间模型对应的运行参数；其中，所述运行参数至少包括：所述流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值；

根据所述流机对应的初始状态以及所述流机中各指定部件对应的油缸伸缩量和旋转角度值，确定所述流机中各指定部件的位置；

基于各所述指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，确定所述流机的旋转角度；

根据所述流机的旋转角度，计算所述铲斗对应的最大伸出距离，并规划出所述铲斗对应的推压角度以及相应的运动轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，具体包括：

根据所述铲斗对应的运动轨迹，确定所述运动轨迹中所述铲斗对应的运动方向以及指定高度；

根据所述铲斗对应的推压角度，控制所述铲斗向所述运动方向伸出所述指定高度，以使所述铲斗在所述船舱的基准线内工作。

6.根据权利要求5所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动，具体包括：

将压力传感器设置于所述船舱下壁；

通过所述单线激光雷达旋转扫描所述船舱，获取所述铲斗与指定位置之间的距离，并判断所述铲斗与所述指定位置之间的距离是否小于预设阈值；其中，所述指定位置还包括所述船舱底壁对应的位置；

在所述铲斗与所述指定位置之间的距离小于预设阈值时，获取所述压力传感器对应的压力值；

若所述压力传感器对应的压力值大于标准压力值，则确定所述铲斗伸出的指定高度大于所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，并控制所述铲斗停止运动。

7.根据权利要求1所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，在根据所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作之后，所述方法还包括：

基于所述铲斗清理所述船舱中物料时对应的推压角度以及运动轨迹，确定所述铲斗完成清理工作后在所述三维空间模型中对应的坐标位置；

基于所述铲斗完成清理工作后对应的坐标位置以及预先训练好的所述流机对应的运动模型，确定所述流机对应的下一目标工作位置；

通过所述单线激光雷达实时旋转扫描所述船舱，获取所述船舱中障碍物对应的坐标位置；

根据所述障碍物对应的坐标位置以及所述流机对应的下一目标工作位置，预测所述流机移动至所述下一目标工作位置的运动轨迹。

8.根据权利要求1所述的一种船舱的防触壁控制方法，其特征在于，从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离，具体包括：

从所述三维空间模型的流机位置信息中，确定出所述铲斗对应的坐标位置，并将所述铲斗对应的坐标位置投影在舱壁底壁；

计算所述铲斗对应的坐标位置与所述船舱底壁上的投影位置之间的垂直距离，以得到所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述船舱底壁上的投影位置与所述船舱的基准线，计算所述铲斗与所述基准线之间的水平距离。

9.一种船舱的防触壁控制设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器获取所述流机对应的姿态数据，并根据所述姿态数据建立所述流机对应的三维空间模型，以通过所述三维空间模型确定所述流机的位置信息；

通过单线激光雷达获取船舱对应的点云数据，以根据所述点云数据对应的船舱曲面与船舱中心的距离，确定出舱壁凹点和舱壁凸点，并将所述舱壁凸点对应的平面作为所述船舱的基准线；

从所述流机的位置信息中确定出所述流机的铲斗的位置，以根据所述铲斗的位置，确定所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与船舱底壁之间的垂直距离；

基于所述三维空间模型确定的所述流机中各指定部件的位置，根据所述铲斗与所述基准线之间的水平距离以及所述铲斗与所述船舱底壁之间的垂直距离，规划出所述铲斗对应的推压角度以及运动轨迹；

根据所述推压角度以及运动轨迹，控制所述铲斗在所述基准线内工作，并在所述铲斗与指定位置之间的距离小于预设阈值时，控制所述铲斗停止运动；其中，所述指定位置至少包括以下一项或多项：所述流机中各指定部件对应的位置、所述基准线对应的位置以及所述船舱中障碍物对应的位置。

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