CN116106906A - 工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机 - Google Patents

工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆避障技术领域，尤其涉及一种工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机。该方法为接收雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息；对初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；根据实际障碍物信息确定障碍物是否位于转向遮挡区域，或当执行部件高于预设高度，根据实际障碍物信息确定障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离是否小于等于第一预设距离；若障碍物位于转向遮挡区，或障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离小于等于第一预设距离，则调整工程车辆行驶位置。能够及时发现障碍物，避免硬性的碰撞带来车辆的损坏或人员受伤，增加现场作业安全系数，提高生产效率。

Description

工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机
技术领域
本发明涉及车辆避障技术领域，尤其涉及一种工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机。
背景技术
装载机作为基础设施建设的重要设备，被广泛应用于土石方施工、水利水电建设、矿场能源开发等领域。由于装载机作业环境复杂，作业时操作人员视野范围受限，可能因视野问题或注意力不集中，造成意外事故，甚至有可能出现人员伤亡等严重事故。因此，在装载机作业期间，需要对作业范围内的障碍物尤其是人员进行判断与规避，防止碰撞以及可能造成的人员受伤、物品损坏等问题。
目前，行业内装载机防碰撞设计以倒车蜂鸣和倒车雷达最为常见，但是存在以整机后向(倒车时)碰撞报警为主，侧向和前向均无报警，当装载机转向、动臂举升动作时会对雷达报警信号干扰。
因此，亟需一种工程车辆避障方法，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工程车辆避障方法、装置、电子设备、存储介质及装载机，能够及时发现障碍物，提示现场或远程操作人员，注意避让障碍或调整设备运行姿态，避免硬性的碰撞带来车辆的损坏或人员受伤，增加现场作业安全系数，提高生产效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
工程车辆避障方法，用于装载机的避障，包括如下步骤：
接收前雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，所述初始障碍物位置信息包括每个前雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；
当执行部件高于预设高度，沿整车的前进方向，根据实际障碍物信息确定障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离是否小于等于第一预设距离；障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离小于等于第一预设距离，则报警。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于单个前雷达检测到的区域内时，获得障碍物与前雷达中心的距离、障碍物与前雷达中心的方位角以及障碍物的属性和可信值，将障碍物与前雷达中心的距离以及障碍物与前雷达中心的方位角转换为基于整车坐标的点坐标(x，y)，然后将可信值大于第一设定值的障碍物信息输出。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于多个前雷达均能够检测到的区域内，则基于障碍物的坐标以及属性，判定障碍物是否为同一物体，如为同一物体，则合并输出融合信息，所述融合信息即为实际障碍物位置信息；
当障碍物位于至少两个前雷达交汇的区域时，但只被少于交汇前雷达个数的雷达检测到，则该障碍物信息将被舍弃。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，在整车的前方，所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第一预设距离，且障碍物与整车的前雷达的直线距离大于第二预设距离时，所述则显示障碍物方位信息，并灯光报警；
所述障碍物与整车的前雷达的直线距离大于第一预设距离，且所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第三预设距离时，则显示障碍物方位信息，不报警；
所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第二预设距离，则显示障碍物方位信息，并声光报警；
所述第一预设距离小于所述第三预设距离，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，当执行部件高于预设高度满即足以下条件：H2＝H1+L1*sinα，H3＝H2+L2*sin(β-γ)；其中，H2＞HF1且H3＞HF2；
其中，执行部件为铲斗，H1为动臂的回转中心点到地面的距离，H2为前动臂高度，H3为执行部件实际高度，L2为动臂与铲斗的回转中心与铲斗斗尖的距离，L1为动臂的回转中心与铲斗的回转中心的距离，γ为铲斗的回转中心和铲斗受力点的连线与L2的夹角，α为L1与水平面之间的夹角，β为铲斗的回转中心和铲斗受力点的连线与水平面之间的夹角；
HF1为动臂转动的轨迹圆与前雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度，作为动臂高度的下限；HF2为执行部件的齿尖转动的轨迹圆与前雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度，作为执行部件的齿尖高度的下限。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，还包括：
接收侧雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，所述初始障碍物位置信息包括每个侧雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
确定障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
若障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警；
其中，以工程车辆转向铰接点O为原点，以平行于车身方向为x轴，垂直于车身方向为y轴，建立直角坐标系，其中侧雷达中心点为S1，雷达中心线沿Y轴向外延伸与侧边界线相交的点为S2；过雷达中心与前边界线垂直的交点为S3；当车辆转向Φ度，此时过S2点，与x轴夹角为Φ，且与前边界线相交的点即为S4；则S1、S2、S3和S4的连线围成转向遮挡区域；
所述整车的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，所述后边界线距离第三区域边界为A32。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，沿整车的前进方向，
所述障碍物位于第一区域内时，则显示障碍物方位信息；所述整车的侧边界线距离第一区域边界距离为A11，所述后边界线距离第一区域边界距离为A12；
所述障碍物位于第二区域内时，则显示障碍物方位信息，并声光报警；所述整车的侧边界线为第二区域边界距离为A21，所述后边界线距离第二区域边界距离为A22，其中A21和A22取值均为0，S2点在第二区域的边界线上；
所述障碍物位于第三区域内时，则显示障碍物方位信息，并灯光报警；所述整车的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，所述后边界线距离第三区域边界距离为A32，其中A11＞A31＞A21，A12＞A32＞A22。
作为上述工程车辆避障方法的一种优选技术方案，设定侧雷达中心点S1坐标为(x1，y1)，设定点S2坐标为(x1，y2)，设定点S3坐标为(x3，y1)，若任意一障碍物(x，y)满足：x1＞x＞x3且y2＞y＞y2-(x1-x)*tanΦ,则判定障碍物位于转向遮挡区域S，其中Φ为前车架的中心轴线与X轴之间的夹角。
一种工程车辆避障控制装置，包括：
障碍物位置信息接收单元，用于接收雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息；
障碍物位置信息确定单元，用于对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；或用于对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
判断单元，用于判断障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离是否小于等于第一预设距离，或用于判断障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
警报单元，用于在障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离小于等于第一预设距离，或障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警提示操作人员。
一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一方案所述的工程车辆避障方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任一方案所述的工程车辆避障方法。
一种装载机，使用如上述任一方案所述的工程车辆避障方法进行工作。
本发明有益效果：
本发明提供的工程车辆避障方法，主要用于对装载机的避障工作，通过接收前雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息并进行数据处理以获得实际障碍物位置信息，根据获得的实际障碍物信息确定障碍物与工程车辆的整车距离是否小于等于第一预设距离。从而能够及时发现障碍物，提示现场或远程操作人员，注意避让障碍或调整设备运行姿态，避免硬性的碰撞带来车辆的损坏或人员受伤，增加现场作业安全系数，提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的装载车上雷达的分布图；
图2是本发明实施例提供的工程车辆避障方法在前雷达中使用的流程图；
图3是本发明实施例提供的工程车辆避障方法在侧雷达中使用的流程图；
图4是本发明实施例提供的装载车拐弯时与遮挡区域的位置关系示意图；
图5是本发明实施例提供的装载车前雷达工作范围的俯视图；
图6是本发明实施例提供的装载车铲斗位于最高位置的示意图；
图7是本发明实施例提供的装载车拐弯时的区域示意图；
图8是本发明实施例二提供的工程车辆控制装置结构示意图；
图9是本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
图中：
1、前左雷达；2、前右雷达；3、后左雷达；4、后右雷达；5、侧左前雷达；6、侧右前雷达；7、侧左后雷达；8、侧右后雷达；9、铲斗；100、整车。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
现有技术中的装载机在工作时存在整机侧向和前向没有碰撞报警，这样会造成装载机在前进或者拐弯时存在盲区造成整车与障碍物碰撞，当装载机转向、动臂举升动作时会对雷达报警信号干扰。
为此在本实施例中提供了一种工程车辆避障方法，以解决上述技术问题。
如图1所示，该工程车辆上设置有八个雷达，其中在工程车辆的整车100上设置有两个后雷达、两个前雷达和四个侧边雷达，其中两个前雷达分别为前左雷达1和前右雷达2，前左雷达1和前右雷达2为一组，安装于工程车辆前车架前组合灯下方，方向向正前。侧边雷达包括侧左前雷达5、侧右前雷达6、侧左后雷达7和侧右后雷达8，侧左前雷达5、侧右前雷达6、侧左后雷达7和侧右后雷达8为一组，分别安装于后车架侧边的中部，左右侧台架上，方向分别朝向整车100前进方向的前后，两个后雷达包括后左雷达3和后右雷达4。后左雷达3和后右雷达4为一组，安装于装载机配重后方，方向斜向后。
其中前左雷达1和前右雷达2通过前雷达ECU与整车100控制器电连接，后左雷达3、后右雷达4、侧左前雷达5、侧右前雷达6、侧左后雷达7和侧右后雷达8均通过侧后雷达ECU与整车100控制器连接，整车100控制器分别与整车100显示器IECU、5G终端CPE、转向角传感器、铲斗9IMU和动臂IMU电连接。
下面以工程车辆为装载车为例进行详细说明。
如图2所示，该工程车辆避障方法包括如下步骤：
S101、接收前雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，初始障碍物位置信息包括每个前雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
接到的雷达对装载机周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息可以为多个，也即多个雷达发出初始障碍物位置信息，这样可以对多个雷达发出的初始障碍物位置信息收集已确定障碍物的最终信息。
S102、对初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；
每个雷达发出的障碍物位置信息是该雷达从自身角度获得，但是多个雷达发出的障碍物位置信息对同一障碍物的信息可能存在重叠，为此需要对多个初始障碍物位置信息进行数据处理后以确定实际障碍物位置信息。
S103、当执行部件高于预设高度，沿整车100的前进方向，根据实际障碍物信息确定障碍物与工程车辆的整车100的前雷达距离是否小于等于第一预设距离；
S104、障碍物与工程车辆的整车100的前雷达距离小于等于第一预设距离，则报警；
预设高度是指执行部件在整车100移动过程中不会影响雷达判断的最小的高度，该预设高度为通过试验确定的已知值；第一预设距离为通过试验确定的已知值，第一预设距离根据工程车辆的高度、宽度和长度等参数确定，对于每个不同型号的工程车辆而言，第一预设距离可能不相同。可以理解的是，车头位置实际上是指前雷达位置，第一预设距离是指在车头的前进方向，距离前雷达的第一预设距离。相应的第二预设距离和第三预设距离均与第一预设距离相似。
举例地，执行部件为铲斗9，执行部件高于预设高度则说明执行部件没有遮挡雷达探测区域。
这样可防止工程车辆转弯时轮胎与障碍物碰撞而影响工程车辆的正常行驶。通过调整工程车辆行驶位置以避免工程车辆与任意障碍物相撞。
本实施例中提供的工程车辆避障方法，通过多个雷达获得初始障碍物位置信息，能够及时发现整车100前方的障碍物，并根据雷达获得障碍物的位置信息以确定障碍物的实际位置，在执行部件不遮挡雷达的前提下，通过确定障碍物与整车100直接的距离并根据获得障碍物与整车100的距离关系报警提示现场或远程操作人员，注意避让障碍或调整设备运行姿态，避免硬性的碰撞带来车辆的损坏或人员受伤，增加现场作业安全系数，提高生产效率。
可选地，在本实施例中，对初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于单个雷达检测到的区域内时，获得障碍物与雷达中心的距离、障碍物与雷达中心的方位角以及障碍物的属性和可信值，将距离和方位角转换为基于整车100坐标的点坐标(x，y)，然后将可信值大于第一设定值的障碍物信息输出。其中，第一设定值为通过试验确定的已知值。
这样可获得障碍物的具体信息，并能够确定障碍物具体是何种障碍物。
对初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于多个前雷达均能够检测到的区域内，则基于障碍物的坐标以及属性，判定障碍物是否为同一物体，如为同一物体，则合并输出融合信息，融合信息即为实际障碍物位置信息。
当障碍物位于至少两个前雷达交汇的区域时，但只被少于交汇前雷达个数的雷达检测到，则该障碍物信息将被舍弃。
举例地，当前左雷达1检测到的障碍物坐标为(x4，y4),前右雷达2检测到的障碍物坐标为(x5，y5)，则计算x4-x5以及y4-y5是否均小于第二设定值(即两个点坐标是否靠得足够近，此第二设定值和第三设定值依据雷达的检测精度和应用中实际测试情况给出)，若均小于第二设定值且属性相同(属性相同为次要条件，仅作为参考，主要判定坐标)，则判定为同一物体，融合输出。
属性是雷达发出的信息，表征障碍物或障碍物的属性，雷达直接通过显示器显示获得信息，例如显示器显示的信为石头90％，车辆20％，则说明障碍物的属性为石头，可信值为90，则可以直接判断障碍物为石头。
需要说明的是，对于障碍物属性以及可信值的具体计算为雷达获得障碍物信息的现有技术，障碍物属性以及可信值具体计算结果可通过现有市场流通的雷达直接获得，故具体计算方法不在此详细描述。
在本实施例中，由于障碍物可能是固定不动的，也可能是移动。如图5所示，为此，沿整车100的前进方向，当整车100向正前方行进时，当障碍物的数量至少为一个时，障碍物与整车100的前雷达的直线距离小于等于第一预设距离N2，且障碍物与整车100的前雷达的直线距离大于第二预设距离N1时，则显示障碍物方位信息，并灯光报警；障碍物与整车100前雷达的直线距离大于第一预设距离N2，且障碍物与整车100的前雷达的直线距离小于等于第三预设距离N3时，则显示障碍物方位信息，不报警；障碍物与整车100的前雷达的直线距离小于等于第二预设距离N1，则显示障碍物方位信息，并声光报警。
本实施例中车头的位置实际上是指前雷达的位置。
举例地，灯光报警可使灯光闪烁报警，以提醒操作人员障碍物与整车100的前雷达的直线距离小于等于第一预设距离N2，大于第二预设距离N1。声光报警则是灯光闪烁报警的同时还蜂鸣报警，当障碍物与整车100的直线距离小于等于第二预设距离N1，这样能够将在障碍物对整车100工作出现严重影响时进行双重报警。障碍物方位信息具体可通过显示屏显示，例如远端的移动终端或者位于工程车辆驾驶室内的显示屏。
第二预设距离N1＜第一预设距离N2＜第三预设距离N3，第一预设距离N2、第二预设距离N1和第三预设距离N3通过试验确定的已知值。
参考图6，当执行部件高于预设高度满即足以下条件：H2＝H1+L1*Sinα，H3＝H2+L2*Sin(β-γ)；其中，H2＞HF1且H3＞HF2；
将动臂转动的轨迹圆与雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度，记为HF1，作为动臂高度的下限；将执行部件(即铲斗9)的齿尖转动的轨迹圆与雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度记为HF2，作为执行部件的齿尖高度的下限；雷达覆盖区域可以理解为一扇形区域，扇形区域的对应的弧心角为一定值。
其中，执行部件为铲斗9，H1为动臂的回转中心点到地面的距离，H2为前动臂高度，H3为执行部件实际高度，L2为动臂与铲斗9的回转中心与铲斗斗尖的距离，L1为动臂的回转中心与铲斗9的回转中心的距离，γ为铲斗9的回转中心和铲斗9受力点的连线与L2的夹角，α为L1与水平面之间的夹角，β为铲斗9的回转中心和铲斗9受力点的连线与水平面之间的夹角。
进一步地，在本实施例中，如图3所示，工程车辆避障方法还包括：
S201、接收侧雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，初始障碍物位置信息包括每个侧雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
S202、对初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
S203、障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
S204、若障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警。
其中，影响障碍物判断的信息包括障碍物位于转向遮挡区域，如图4所示，以工程车辆转向铰接点O为原点，以平行于车身方向为x轴，垂直于车身方向为y轴，建立直角坐标系，其中侧雷达中心点为S1，雷达中心线沿Y轴向外延伸与侧边界线相交的点为S2；过雷达中心与前边界线垂直的交点为S3；当车辆转向Φ度，此时过S2点，与x轴夹角为Φ，且与前边界线相交的点即为S4。则S1、S2、S3和S4的连线围成转向遮挡区域。
转向遮挡区域位于工程车辆转弯侧。工程车辆前边界线可以理解为执行部件的前边界线，或者执行部件的前边界线向外延伸第一修正值，具体而言，执行部件的前边界线在本实施例中为斗齿前端的连线+第一修正值，第一修正值为经验值，在此不做具体限定。第一修正值可以为0或大于0。
工程车辆侧边界线可以理解为前后轮胎最外侧，或前后轮胎最外侧向外延伸第二修正值，具体而言，侧边界线在本实施例中为过前后轮胎最外侧的连线+第二修正值，第二修正值为经验值，在此不做具体限定。第二修正值可以为0或大于0。
工程车辆后边界线可以理解为配重外边缘水平切线，或前后轮胎最外侧向外延伸第三修正值，具体而言，后边界线在本实施例中为配重外边缘水平切线+第三修正值，第三修正值为经验值，在此不做具体限定。第三修正值可以为0或大于0。
整车100的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，后边界线距离第三区域边界距离为A32。
需要说明的是，前雷达在检测障碍物时，侧雷达可同时检测障碍物，或者前雷达先检测障碍物，侧雷达再检测障碍物，对于前雷达和侧雷达之间的检测顺序根据实际工作需要选择，在本实施例中不做具体要求。
如图7所示，在本实施例中，当整车100拐弯时，沿整车100的前进方向，
障碍物位于第一区域内时，则显示障碍物方位信息；整车100的侧边界线距离第一区域边界距离为A11，后边界线距离第一区域边界距离为A12；
障碍物位于第二区域内时，则显示障碍物方位信息，并声光报警；整车100的侧边界线距离第二区域边界距离为A21，后边界线距离第二区域边界距离为A22，其中A21和A22取值均为0，也即侧边界线和后边界线均与第二区域边界线重合，S2点在第二区域的边界线上；
障碍物位于第三区域内时，则显示障碍物方位信息，并灯光报警；，整车100的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，后边界线距离第三区域边界距离为A32，其中A11＞A31＞A21，A12＞A32＞A22。
判断障碍物是否位于第一区域内和第二区域内具体是通过雷达获得的，第二区域的范围小于第一区域，可以理解的是，第一区域位于第二区域的外围。
举例地，当障碍物位于与整车100的侧边，且障碍物位于距离大于A11的第一区域以外区域，不报警，不显示障碍物方位；当一个或多个障碍物位于与整车100的侧边，位于第一区域，显示障碍物方位，不报警；当一个或多个障碍物与整车100的侧雷达的距离大于A21且小于A31的第三区域，则闪烁报警；当一个或多个障碍物与整车100的侧雷达的距离小于A21的第二区域，则闪烁报警，蜂鸣报警。
具体地，对于侧雷达检测到的障碍物的判定可依照如下方式判定，例如，设定侧雷达中心点S1坐标为(x1，y1)，设定点S2坐标为(x1，y2)，设定点S3坐标为(x3,y1),若任意一障碍物(x，y)满足：x1＞x＞x3且y2＞y＞y2-(x1-x)*tanΦ,则判定障碍物位于转向遮挡区域S，其中Φ为当车辆转向角度，即车辆前轮外边界线(或者前车架的中心线)与车辆正向(车辆未发生转向时行驶的方向)夹角为Φ。
实施例二
如图8所示，一种工程车辆避障控制装置包括：
障碍物位置信息接收单元，用于接收雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息；
障碍物位置信息确定单元，用于对初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；或用于对初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
判断单元，用于判断障碍物与工程车辆的整车100的前雷达距离是否小于等于第一预设距离，或用于判断障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
警报单元，用于在障碍物与工程车辆的整车100的前雷达距离小于等于第一预设距离，或障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警提示操作人员。
实施例三
图9为本发明的实施例提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图9所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如工程车辆避障方法。
在一些实施例中，工程车辆避障方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的工程车辆避障方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行工程车辆避障方法。其中固件是写入EROM或EPROM(可编程只读存储器)中的程序。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现如本申请任意实施例所提供的工程车辆避障方法。
计算机程序产品在实现的过程中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.工程车辆避障方法，用于装载机的避障，其特征在于，包括如下步骤：
接收前雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，所述初始障碍物位置信息包括每个前雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；
当执行部件高于预设高度，沿整车的前进方向，根据实际障碍物信息确定障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离是否小于等于第一预设距离；
障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离小于等于第一预设距离，则报警。
2.根据权利要求1所述的工程车辆避障方法，其特征在于，对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于单个前雷达检测到的区域内时，获得障碍物与前雷达中心的距离、障碍物与前雷达中心的方位角以及障碍物的属性和可信值，将障碍物与前雷达中心的距离以及障碍物与前雷达中心的方位角转换为基于整车坐标的点坐标(x，y)，然后将可信值大于第一设定值的障碍物信息输出。
3.根据权利要求2所述的工程车辆避障方法，其特征在于，对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息包括：
当障碍物位于多个前雷达均能够检测到的区域内，则基于障碍物的坐标以及属性，判定障碍物是否为同一物体，如为同一物体，则合并输出融合信息，所述融合信息即为实际障碍物位置信息；
当障碍物位于至少两个前雷达交汇的区域时，但只被少于交汇前雷达个数的雷达检测到，则该障碍物信息将被舍弃。
4.根据权利要求3所述的工程车辆避障方法，其特征在于，在整车的前方，所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第一预设距离，且障碍物与整车的前雷达的直线距离大于第二预设距离时，所述则显示障碍物方位信息，并灯光报警；
所述障碍物与整车的前雷达的直线距离大于第一预设距离，且所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第三预设距离时，则显示障碍物方位信息，不报警；
所述障碍物与整车的前雷达的直线距离小于等于第二预设距离，则显示障碍物方位信息，并声光报警；
所述第一预设距离小于所述第三预设距离，所述第一预设距离大于所述第二预设距离。
5.根据权利要求4所述的工程车辆避障方法，其特征在于，当执行部件高于预设高度满即足以下条件：H2＝H1+L1*sinα，H3＝H2+L2*sin(β-γ)；其中，H2＞HF1且H3＞HF2；
其中，执行部件为铲斗，H1为动臂的回转中心点到地面的距离，H2为前动臂高度，H3为执行部件实际高度，L2为动臂与铲斗的回转中心与铲斗斗尖的距离，L1为动臂的回转中心与铲斗的回转中心的距离，γ为铲斗的回转中心和铲斗受力点的连线与L2的夹角，α为L1与水平面之间的夹角，β为铲斗的回转中心和铲斗受力点的连线与水平面之间的夹角；
HF1为动臂转动的轨迹圆与前雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度，作为动臂高度的下限；HF2为执行部件的齿尖转动的轨迹圆与前雷达覆盖区域的上边缘的交点到地面的高度，作为执行部件的齿尖高度的下限。
6.根据权利要求1所述的工程车辆避障方法，其特征在于，还包括：
接收侧雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息，所述初始障碍物位置信息包括每个侧雷达采集到的障碍物数量、障碍物方位信息、障碍物相对速度和障碍物与工程车辆距离；
对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
若障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警；
其中，以工程车辆转向铰接点O为原点，以平行于车身方向为x轴，垂直于车身方向为y轴，建立直角坐标系，其中侧雷达中心点为S1，雷达中心线沿Y轴向外延伸与侧边界线相交的点为S2；过雷达中心与前边界线垂直的交点为S3；当车辆转向Φ度，此时过S2点，与x轴夹角为Φ，且与前边界线相交的点即为S4；则S1、S2、S3和S4的连线围成转向遮挡区域；
所述整车的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，所述后边界线距离第三区域边界为A32。
7.根据权利要求6所述的工程车辆避障方法，其特征在于，沿整车的前进方向，
所述障碍物位于第一区域内时，则显示障碍物方位信息；所述整车的侧边界线距离第一区域边界距离为A11，所述后边界线距离第一区域边界距离为A12；
所述障碍物位于第二区域内时，则显示障碍物方位信息，并声光报警；所述整车的侧边界线为第二区域边界距离为A21，所述后边界线距离第二区域边界距离为A22，其中A21和A22取值均为0，S2点在第二区域的边界线上；
所述障碍物位于第三区域内时，则显示障碍物方位信息，并灯光报警；所述整车的侧边界线距离第三区域边界距离为A31，所述后边界线距离第三区域边界距离为A32，其中A11＞A31＞A21，A12＞A32＞A22。
8.根据权利要求6所述的工程车辆避障方法，其特征在于，设定侧雷达中心点S1坐标为(x1，y1)，设定点S2坐标为(x1，y2)，设定点S3坐标为(x3，y1)，若任意一障碍物(x，y)满足：x1＞x＞x3且y2＞y＞y2-(x1-x)*tanΦ，则判定障碍物位于转向遮挡区域S，其中Φ为前车架的中心轴线与X轴之间的夹角。
9.一种工程车辆避障控制装置，其特征在于，包括：
障碍物位置信息接收单元，用于接收雷达对工程车辆周围障碍物的实时位置探测确定的初始障碍物位置信息；
障碍物位置信息确定单元，用于对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，以获得实际障碍物位置信息；或用于对所述初始障碍物位置信息进行数据处理，并将影响障碍物判断的信息滤除以获得实际障碍物位置信息；
判断单元，用于判断障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离是否小于等于第一预设距离，或用于判断障碍物是否位于第三区域的边界围成的区域内；
警报单元，用于在障碍物与工程车辆的整车的前雷达距离小于等于第一预设距离，或障碍物位于第三区域的边界围成的区域内，则报警提示操作人员。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8任一项所述的工程车辆避障方法。
11.一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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1-8任一项所述的工程车辆避障方法。
12.一种装载机，其特征在于，使用如权利要求1-8任一项所述的工程车辆避障方法进行工作。
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