CN111831775A - 一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置，其中，地图建立方法包括：先获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；然后获取包括多个位置点的局部区域图像，建立局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在第二坐标系中对应的参考点在第二坐标系中的点坐标；确定第一坐标系与第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量，并基于局部区域图像上的任意点在第二坐标系中的点坐标，确定与局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在第一坐标系中的位置坐标，最终确定挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图。这样，能够实现挖掘机在工作区域地图内的定位，进而实现挖掘机的自动化控制和协同作业。
Description
技术领域
本申请涉及地图构建技术领域，尤其是涉及一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置。
背景技术
随着城市化进程力度的不断加大，挖掘机大量应用于城市建设，广泛地使用在土方工程、建筑、破碎、市政工程、石方工程、农田使用和矿山中，用于提高工程的作业效率。
现有的挖掘机均具备车载GPS，通过与挖掘机的工作区域具备的GPS地图信息进行比对，可以实现实时定位，随时掌握该挖掘机的位置。但由于挖掘机的工作区域较多，并不是所有的工作区域都具有GPS地图信息的，当挖掘机的工作区域没有GPS地图信息时，无法实现挖掘机在工作区域地图内的定位，更无法进行挖掘机的自动化控制和协同作业。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置，通过第二坐标系中的局部区域图像上的任意点坐标，以及第一坐标系与第二坐标系之间的关系建立挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图，能够实现挖掘机在工作区域地图内的定位，进而实现挖掘机的自动化控制和协同作业。
第一方面，本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立方法，所述地图建立方法包括：
获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；
获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标；
基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；
基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标；
基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
优选地，对挖掘机施工区域进行拍摄或绘制，得到挖掘机施工区域的局部区域图像。
优选地，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例：
基于两个位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，计算所述第一坐标系内的两个位置点之间的第一距离；
基于两个参考点在所述第二坐标系中的点坐标，计算所述第二坐标系内的两个参考点之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离之间的比值，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例。
优选地，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角：
基于两个位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，两个参考点在所述第二坐标系中的点坐标，以及所述第一距离和所述第二距离，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角。
优选地，通过以下公式计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角：
其中，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角，(X4，Y4)表示第二坐标系内的第一个参考点的点坐标，(X5，Y5)表示第二坐标系内的第二个参考点的点坐标，(X4'，Y4')表示第一坐标系内的第一个位置点的位置坐标，(X5'，Y5')表示第一坐标系内的第二个位置点的位置坐标，|DE|表示所述第二距离，|D'E'|表示所述第一距离。
优选地，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量：
基于所述第一坐标系内的任意一个位置点的位置坐标和所述第二坐标系内的与该位置点对应的参考点的点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间在X向的偏移量以及在Y向的偏移量。
优选地，通过以下公式确定所述局部区域图像上的任意点在所述第一坐标系中的位置坐标：
(X0'，Y0')＝(M+S(X0cosθ-Y0sinθ)，N+S(X0sinθ+Y0cosθ))；
其中，(X0'，Y0')表示与局部区域图像的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的坐标，(M，N)表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量坐标，S表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例，(X0，Y0)表示局部区域图像的任意点在所述第二坐标系中的坐标，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角。
优选地，所述基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量，包括：
基于与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标，确定出任意两个所述参考点中间的中点参考点坐标；
基于挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标，计算出与所述第二坐标系中的中点参考点对应的中点位置坐标；
基于所述中点参考点坐标和所述中点位置坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量。
优选地，所述基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图，包括：
将所述挖掘机施工区域分成多个子施工区域，确定每个所述子施工区域对应的局部区域图像；
确定与所有所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，得到所述挖掘机施工区域的地图。
优选地，所述第一坐标系中的任意两个位置点之间的距离大于或等于挖掘机施工区域的最大边界距离的十分之一。
第二方面，本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立装置，所述地图建立装置包括：
获取模块，用于获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；
第一处理模块，用于获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标；
确定模块，用于基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；
第二处理模块，用于基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标；
第三处理模块，用于基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，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通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上所述的挖掘机施工区域的地图建立方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，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上所述的挖掘机施工区域的地图建立方法的步骤。
本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置，其中，地图建立方法包括：先获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；然后获取包括多个位置点的局部区域图像，建立局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在第二坐标系中对应的参考点在第二坐标系中的点坐标；接着基于位置坐标和点坐标，确定第一坐标系与第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量，并基于所述局部区域图像上的任意点在第二坐标系中的点坐标，确定与局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在第一坐标系中的位置坐标，最终确定挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图。
这样，通过第二坐标系中的局部区域图像上的任意点坐标，以及第一坐标系与第二坐标系之间的关系建立挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图，能够实现挖掘机在工作区域地图内的定位，进而实现挖掘机的自动化控制和协同作业。
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为本申请实施例提供的一种挖掘机施工区域的地图建立方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的确定第一坐标系中的中心位置点的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种挖掘机施工区域的地图建立装置的结构示意图；
图4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。
第一方面，本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立方法，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种挖掘机施工区域的地图建立方法的流程图。如图1中所示，本申请实施例提供的地图建立方法，包括：
S110，获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标。
该步骤中，通过设置在挖掘机施工区域内的各个位置点上的GPS接收器确定各个位置点在第一坐标系中的位置坐标。如通过北斗导航获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标。
这里，第一坐标系为GPS坐标系，其中，GPS坐标是全球定位***坐标，GPS接收器是接收全球定位***卫星信号并确定地面空间位置的仪器。本申请实施例通过设置在各位置点处的GPS接收器可以准确的获取各位置点处的GPS坐标，此时的GPS坐标就是各个位置点在第一坐标系中的位置坐标。
S120，获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标。
该步骤中，通过对挖掘机施工区域进行拍摄或绘制，得到挖掘机施工区域的局部区域图像，其中，局部区域图像包括所述多个位置点，所述多个位置点上均设有GPS接收器，即局部区域图像中包括的多个位置点均为已知的位置坐标。
基于获取的局部区域图像，建立一个第二坐标系，局部区域图像上的任意点均在该第二坐标系中，从中确定出与每个位置点对应的参考点，以及各个参考点在第二坐标系中的点坐标。
这里，第二坐标系是人为建立的一个坐标系，该坐标系能够将局部区域图像上的任意点全部以坐标的形式表示出来。
示例性的，如图2所示，A点、B点和C点是局部区域图像在第二坐标系中的三个参考点，三个参考点组成一个三角形，根据三角形的中位线可找出D点和E点，在已知这三个参考点的点坐标的情况下，根据中点坐标公式可得出D点和E点的坐标。
具体地，A点、B点和C点在第二坐标系中的点坐标分别为(X1,Y1)、(X2,Y2)和(X3,Y3)；A点、B点和C点在第一坐标系中对应的位置点为A'点，B'点，C'点，且A'点，B'点和C'点在第一坐标系中的位置坐标分别为(X1'，Y1')、(X2'，Y2')和(X3'，Y3')。
S130，基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量。
该步骤中，基于第一坐标系中的多个位置点的位置坐标以及第二坐标系中的与各个位置点对应的参考点的点坐标，计算出第一坐标系与第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量，从而确定出第一坐标系与所述第二坐标系之间的映射关系。
优选地，步骤S130包括：
基于与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标，确定出任意两个所述参考点中间的中点参考点坐标；
基于挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标，计算出与所述第二坐标系中的中点参考点对应的中点位置坐标；
基于所述中点参考点坐标和所述中点位置坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量。
该步骤中，为了减少GPS接收器实际接收到的各个位置点的位置坐标对后面计算的影响，在确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量的过程中采用中点位置坐标。进而，通过差值计算，减小了第一坐标系与第二坐标系之间的坐标转化偏差。
示例性的，D点和E点在第二坐标系中的中点参考点坐标分别为(X4，Y4)和(X5,Y5)，其中，
进而，D′和E′在第一坐标系中的中点位置坐标分别为(X4',Y4')和(X5',Y5')，其中，
本申请实施例中，作为一种优选的实施例，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例：
基于两个位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，计算所述第一坐标系内的两个位置点之间的第一距离；
基于两个参考点在所述第二坐标系中的点坐标，计算所述第二坐标系内的两个参考点之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离之间的比值，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例。
示例性的，第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例为
本申请实施例中，作为一种优选的实施例，通过以下公式计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角：
其中，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角，(X4，Y4)表示第二坐标系内的第一个参考点的点坐标，(X5，Y5)表示第二坐标系内的第二个参考点的点坐标，(X4'，Y4')表示第一坐标系内的第一个位置点的位置坐标，(X5'，Y5')表示第一坐标系内的第二个位置点的位置坐标，|DE|表示所述第二距离，|D'E'|表示所述第一距离。
本申请实施例中，作为一种优选的实施例，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量：
基于所述第一坐标系内的任意一个位置点的位置坐标和所述第二坐标系内的与该位置点对应的参考点的点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间在X向的偏移量以及在Y向的偏移量。
示例性的，第一坐标系与第二坐标系之间的偏移量坐标(M,N)＝(X4'-X4,Y4'-Y4)。
S140，基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标。
该步骤中，根据局部区域图像上的任意点在第二坐标系中的点坐标，以及确定出的第一坐标系与第二坐标系之间的映射关系，就可以在已知第二坐标系中的任意点的点坐标的情况下，计算出与任意点相对应的位置点在第一坐标系中的位置坐标。
示例性的，通过以下公式确定所述局部区域图像上的任意点在所述第一坐标系中的位置坐标：
(X0'，Y0')＝(M+S(X0cosθ-Y0sinθ)，N+S(X0sinθ+Y0cosθ))；
其中，(X0'，Y0')表示与局部区域图像的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的坐标，(M，N)表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量坐标，S表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例，(X0，Y0)表示局部区域图像的任意点在所述第二坐标系中的坐标，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角。
S150，基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
该步骤中，在得到局部区域图像上的所有点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标后，确定出挖掘机施工区域的多个局部区域图像，将所有局部区域图像上的点坐标转换成第一坐标系中的位置坐标，就可以得到将所有位置点汇聚后形成的地图。
具体地，将所述挖掘机施工区域分成多个子施工区域，确定每个所述子施工区域对应的局部区域图像；
确定与所有所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，得到所述挖掘机施工区域的地图。
本申请实施例中，作为一种优选的实施例，所述第一坐标系中的任意两个位置点之间的距离大于或等于挖掘机施工区域的最大边界距离的十分之一。
该步骤中，设定第一坐标系中的任意两个位置点之间的距离大于或等于挖掘机施工区域的最大边界距离的十分之一，这样一来，第二坐标系中的参考点与第一坐标系中的位置点之间的缩放比例会更加准确，得到的两个坐标系之间的映射关系的误差较小，从而减小了第一坐标系与第二坐标系之间的坐标转化偏差。
本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立方法，通过第二坐标系中的局部区域图像上的任意点坐标，以及第一坐标系与第二坐标系之间的关系建立挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图，能够实现挖掘机在工作区域地图内的定位，进而实现挖掘机的自动化控制和协同作业。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例的上述挖掘机施工区域的地图建立方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种挖掘机施工区域的地图建立装置的结构示意图。如图3中所示，所述地图建立装置300包括：
获取模块310，用于获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；
第一处理模块320，用于获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标；
确定模块330，用于基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；
第二处理模块340，用于基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标；
第三处理模块350，用于基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
优选地，所述确定模块330用于通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例：
基于两个位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，计算所述第一坐标系内的两个位置点之间的第一距离；
基于两个参考点在所述第二坐标系中的点坐标，计算所述第二坐标系内的两个参考点之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离之间的比值，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例。
优选地，所述确定模块330用于通过以下公式计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角：
其中，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角，(X4，Y4)表示第二坐标系内的第一个参考点的点坐标，(X5，Y5)表示第二坐标系内的第二个参考点的点坐标，(X4'，Y4')表示第一坐标系内的第一个位置点的位置坐标，(X5'，Y5')表示第一坐标系内的第二个位置点的位置坐标，|DE|表示所述第二距离，|D'E'|表示所述第一距离。
优选地，所述确定模块330用于通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量：
基于所述第一坐标系内的任意一个位置点的位置坐标和所述第二坐标系内的与该位置点对应的参考点的点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间在X向的偏移量以及在Y向的偏移量。
优选地，所述确定模块330用于通过以下公式确定所述局部区域图像上的任意点在所述第一坐标系中的位置坐标：
(X0'，Y0')＝(M+S(X0cosθ-Y0sinθ)，N+S(X0sinθ+Y0cosθ))；
其中，(X0'，Y0')表示与局部区域图像的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的坐标，(M，N)表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量坐标，S表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例，(X0，Y0)表示局部区域图像的任意点在所述第二坐标系中的坐标，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角。
优选地，所述确定模块330在基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量时，所述确定模块330用于：
基于与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标，确定出任意两个所述参考点中间的中点参考点坐标；
基于挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标，计算出与所述第二坐标系中的中点参考点对应的中点位置坐标；
基于所述中点参考点坐标和所述中点位置坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量。
优选地，第三处理模块350在用于基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图时，所述第三处理模块350用于：
将所述挖掘机施工区域分成多个子施工区域，确定每个所述子施工区域对应的局部区域图像；
确定与所有所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，得到所述挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
优选地，所述第一坐标系中的任意两个位置点之间的距离大于或等于挖掘机施工区域的最大边界距离的十分之一。
本申请实施例提供了一种挖掘机施工区域的地图建立装置，所述地图建立装置包括获取模块、第一处理模块、确定模块、第二处理模块和第三处理模块，获取模块用于确定挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；第一处理模块用于获取包括多个位置点的局部区域图像，建立局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在第二坐标系中对应的参考点在第二坐标系中的点坐标；确定模块用于基于位置坐标和点坐标，确定第一坐标系与第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；第二处理模块用于基于第一坐标系与第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及局部区域图像上的任意点在第二坐标系中的点坐标，确定与局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在第一坐标系中的位置坐标；第三处理模块用于基于与局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在第一坐标系中的地图。进而，本申请能够实现挖掘机在工作区域地图内的定位，进而实现挖掘机的自动化控制和协同作业。
请参阅图4，图4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4中所示，所述电子设备400包括处理器410、存储器420和总线430。
所述存储器420存储有所述处理器410可执行的机器可读指令，当电子设备400运行时，所述处理器410与所述存储器420之间通过总线430通信，所述机器可读指令被所述处理器410执行时，可以执行如上述图1所述的挖掘机施工区域的地图建立方法的步骤，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所述的挖掘机施工区域的地图建立方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种挖掘机施工区域的地图建立方法，其特征在于，所述地图建立方法包括：
获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；
获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标；
基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；
基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标；
基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
2.根据权利要求1所述的地图建立方法，其特征在于，对挖掘机施工区域进行拍摄或绘制，得到挖掘机施工区域的局部区域图像。
3.根据权利要求1所述的地图建立方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例：
基于两个位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，计算所述第一坐标系内的两个位置点之间的第一距离；
基于两个参考点在所述第二坐标系中的点坐标，计算所述第二坐标系内的两个参考点之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离之间的比值，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例。
4.根据权利要求3所述的地图建立方法，其特征在于，通过以下公式计算所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角：
其中，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角，(X4，Y4)表示第二坐标系内的第一个参考点的点坐标，(X5，Y5)表示第二坐标系内的第二个参考点的点坐标，(X4'，Y4')表示第一坐标系内的第一个位置点的位置坐标，(X5'，Y5')表示第一坐标系内的第二个位置点的位置坐标，|DE|表示所述第二距离，|D'E'|表示所述第一距离。
5.根据权利要求4所述的地图建立方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量：
基于所述第一坐标系内的任意一个位置点的位置坐标和所述第二坐标系内的与该位置点对应的参考点的点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间在X向的偏移量以及在Y向的偏移量。
6.根据权利要求5所述的地图建立方法，其特征在于，通过以下公式确定所述局部区域图像上的任意点在所述第一坐标系中的位置坐标：
(X0'，Y0')＝(M+S(X0cosθ-Y0sinθ)，N+S(X0sinθ+Y0cosθ))；
其中，(X0'，Y0')表示与局部区域图像的任意点对应的挖掘机施工区域的位置点在所述第一坐标系中的坐标，(M，N)表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移量坐标，S表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例，(X0，Y0)表示局部区域图像的任意点在所述第二坐标系中的坐标，θ表示所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的偏移角。
7.根据权利要求1所述的地图建立方法，其特征在于，所述基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量，包括：
基于与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标，确定出任意两个所述参考点中间的中点参考点坐标；
基于挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标，计算出与所述第二坐标系中的中点参考点对应的中点位置坐标；
基于所述中点参考点坐标和所述中点位置坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量。
8.根据权利要求1所述的地图建立方法，其特征在于，所述基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图，包括：
将所述挖掘机施工区域分成多个子施工区域，确定每个所述子施工区域对应的局部区域图像；
确定与所有所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，得到所述挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
9.根据权利要求1所述的地图建立方法，其特征在于，所述第一坐标系中的任意两个位置点之间的距离大于或等于挖掘机施工区域的最大边界距离的十分之一。
10.一种挖掘机施工区域的地图建立装置，其特征在于，所述地图建立装置包括：
获取模块，用于获取挖掘机施工区域内的多个位置点在第一坐标系中的位置坐标；
第一处理模块，用于获取包括所述多个位置点的局部区域图像，建立所述局部区域图像所在的第二坐标系，确定与每个位置点在所述第二坐标系中对应的参考点在所述第二坐标系中的点坐标；
确定模块，用于基于所述位置坐标和所述点坐标，确定所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角以及偏移量；
第二处理模块，用于基于所述第一坐标系与所述第二坐标系之间的转换比例、偏移角、偏移量以及所述局部区域图像上的任意点在所述第二坐标系中的点坐标，确定与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标；
第三处理模块，用于基于与所述局部区域图像上的任意点对应的挖掘机施工区域中的位置点在所述第一坐标系中的位置坐标，确定挖掘机施工区域在所述第一坐标系中的地图。
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| CN202010678037.5A CN111831775A (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种挖掘机施工区域的地图建立方法及装置 |
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