[发明专利]地下作业设备定位方法、装置、系统及存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种地下作业设备定位方法、装置、系统及存储介质，该方法包括：获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云；根据所述巷道腰线点云和地下二维概率定位地图进行第一点云匹配确定初始位姿及其概率，并基于所述初始位姿的概率确定用于第二点云匹配的位姿搜索范围；根据所述巷道顶底板点云、所述地下二维概率定位地图及所述初始位姿，基于高斯混合模型在所述位姿搜索范围内进行所述第二点云匹配，根据符合设定条件的配准位姿确定所述作业设备的当前位姿。

技术领域

本申请涉及地下作业领域，具体涉及一种地下作业设备定位方法、装置、系统及存储介质。

背景技术

随着国民经济的发展，对于各种矿产资源的需求及利用越来越高。传统采矿模式很难满足矿山企业在成本、效率、效益、安全和环保等各方面的要求，尤其对资源量多、开采强度高、落矿规模大的地下金属矿山，无人采矿技术的应用极为紧迫。地下作业设备(如地下采矿设备)的无人作业相比于人工作业，具有提高采矿生产效率、降低采矿成本、改善采矿作业环境及保证现场工人的作业安全等优势。

然而，为了实现地下作业设备的自主行走、自主作业等控制，获取该设备的位姿(即位置和姿态)是关键。虽然，随着地面无人驾驶技术发展迅速，基于GPS的支持并结合高精度地图技术的支撑，车辆的位姿获取已不成问题，但由于地下受限空间环境的特殊性，无法接收到GPS信号对其定位，且设备的精确控制对姿态获取的高要求，设备位姿信息的实时、准确获取依然是难题，也是制约未来无人开采发展的关键技术。

基于Wi-Fi定位、蓝牙定位、RFID(射频识别)定位、UWB(超宽带)定位、红外技术、超声波等定位技术虽然在相关技术中有所应用，但以上方法大多需要在巷道中安装相关的定位装置，架设成本及维护费用较高；此外，基于安装在设备上的三维激光雷达进行点云定位亦有所应用，但相关方法由于点云数据量大或三维栅格多而导致匹配速度慢，很难满足控制的实时性要求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种地下作业设备定位方法、装置、系统及存储介质，旨在提高地下作业设备定位的定位精度及响应速度，以满足控制的实时性要求。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种地下作业设备定位方法，包括：

获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云；

根据所述巷道腰线点云和地下二维概率定位地图进行第一点云匹配确定初始位姿及其概率，并基于所述初始位姿的概率确定用于第二点云匹配的位姿搜索范围；

根据所述巷道顶底板点云、所述地下二维概率定位地图及所述初始位姿，基于高斯混合模型在所述位姿搜索范围内进行所述第二点云匹配，根据符合设定条件的配准位姿确定所述作业设备的当前位姿。

第二方面，本申请实施例提供一种地下作业设备定位装置，包括：

获取模块，用于获取所述作业设备当前对应的巷道腰线点云、巷道顶底板点云；

第一匹配确定模块，用于根据所述巷道腰线点云和地下二维概率定位地图进行第一点云匹配确定初始位姿及其概率，并基于所述初始位姿的概率确定用于第二点云匹配的位姿搜索范围；

第二匹配确定模块，用于根据所述巷道顶底板点云、所述地下二维概率定位地图及所述初始位姿，基于高斯混合模型在所述位姿搜索范围内进行所述第二点云匹配，根据符合设定条件的配准位姿确定所述作业设备的当前位姿。

第三方面，本申请实施例提供一种地下作业设备定位系统，包括：

存储器，用于存储可执行程序；

处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行程序时，实现前述实施例的地下作业设备定位方法。