權利要求書： 1.一種基于融合感知的礦用電鏟物料面識別方法，其特征在于，包括以下步驟：獲取物料面的點云數據和圖像信息；其中，所述點云數據由安裝在礦鏟上的激光雷達采集，所述圖像信息由安裝在礦鏟上的攝像頭采集；
接收礦鏟主控系統發送的礦鏟狀態的歐拉角信息；
根據所述歐拉角信息，計算出激光雷達坐標系相對于鏟車坐標系的旋轉矩陣；根據激光雷達在礦鏟上的安裝位置，計算出激光雷達坐標系相對于鏟車坐標系的平移矩陣；根據所述旋轉矩陣和平移矩陣，得到激光雷達坐標系下的點坐標相對于鏟車坐標系下的點坐標的轉換關系；根據所述轉換關系，將所述物料面的點云數據中每一個坐標點轉換為在鏟車坐標系下的坐標位置；
根據物料面的點云數據中的坐標點在鏟車坐標系下的坐標位置，以及所述圖像信息，識別分割出物料面的有效物料點云；
將所述有效物料點云發送至礦鏟主控系統。
2.根據權利要求1所述的基于融合感知的礦用電鏟物料面識別方法，其特征在于，根據所述歐拉角信息，計算出激光雷達坐標系相對于鏟車坐標系的旋轉矩陣，包括：假設激光雷達坐標系相對于鏟車坐標系的旋轉矩陣為R，旋轉角度為 ,點P在鏟車坐標系 下的坐標為( )；點P在激光雷達坐標系 下的坐標為( ),得到式（1）的坐標系的轉換關系：(1)
根據式（1），可得 和 為：
? (2)
(3)
根據式（2）和式（3），可以得出以下的坐標轉換矩陣等式：(4)
根據式（4），可得旋轉矩陣R為：
(5)
將上述的二維空間內的坐標旋轉推廣至三維空間中繞z軸的旋轉，旋轉角度 便是歐拉角中的航向角，由于旋轉前后z軸沒有發生變換，上述公式（4）可以寫為以下形式：(6)
由此可得航向角旋轉矩陣 為：
(7)
由上述公式（6）同理可以推導出繞坐標軸y軸旋轉 的俯仰角pictch的公式如下:(8)
由此可得俯仰角pictch旋轉矩陣 為：
(9)
也可以推導出繞坐標軸x軸旋轉 的橫滾角roll的公式如下:(10)
由此可得橫滾角roll旋轉矩陣 為：
(11)
由于假設不存在翻滾角所以此處的橫滾角roll旋轉矩陣 設置為單位矩陣：(12)
按照不同的順序對坐標軸進行旋轉可以得到不同的旋轉矩陣R，R共有六種形式，分別為；
(13)；
；
按照歐拉角的測量方式，每次旋轉按照鏟車底盤坐標系的
聲明：
“基于融合感知的礦用電鏟物料面識別方法、裝置及系統” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：湖南睿圖智能科技有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
