[发明专利]挖掘机位姿显示方法、装置及其所应用的挖掘机

权利要求书

1.一种挖掘机位姿显示方法，其特征在于，应用于挖掘机的控制器，所述挖掘机还包括：上车行走马达、回转马达、铲斗、斗杆、动臂和驾驶舱，所述回转马达的回转中心轴垂直于所述上车行走马达所在的参考水平面，所述动臂的一端固定设置于靠近所述回转中心轴的第一位点，所述动臂的另一端与所述斗杆的一端铰接于第二位点，所述斗杆的另一端与所述铲斗的远离齿尖的一端铰接于第三位点，所述第一位点装配有第一角度传感器，所述第二位点装配有第二角度传感器，所述第三位点装配有第三角度传感器，所述第一角度传感器、所述第二角度传感器和所述第三角度传感器均与所述控制器通信连接，所述控制器与所述驾驶舱内的显示器通信连接；所述方法包括：

获取所述第一角度传感器采集的第一角度数据、所述第二角度传感器采集的第二角度数据和所述第三角度传感器采集的第三角度数据；

根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的长度数据，分别计算第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述铲斗的齿尖所在的第四位点在预设的参考坐标系中的坐标数据；

根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机的实时位姿模型；

控制所述显示器显示所述挖掘机的实时位姿模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上车行走马达在所述参考水平面内的水平轴线与所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点共面；

所述根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的长度数据，分别计算第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述铲斗的齿尖所在第四位点在预设的参考坐标系中的坐标数据的步骤，包括：

以所述上车行走马达在所述参考水平面内的水平中心轴线为横轴，以所述回转马达的回转中心轴为纵轴，且以所述上车行走马达的水平中心轴线与所述回转马达的回转中心轴的交点为原点，建立所述参考坐标系；

根据所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的实际距离，确定预设比例缩放后的距离数据，以及，根据所述挖掘机的所述铲斗、所述斗杆和所述动臂的实际长度，分别确定所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中进行预设比例缩放后的长度数据；

根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据；

所述根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机的实时位姿模型的步骤，包括：

根据所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据，构建所述挖掘机相对所述参考坐标系的实时位姿模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的距离数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点在所述参考坐标系内的坐标数据的步骤，包括：

在所述参考坐标系上分别标记所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点投影到所述纵轴上得到的第一投影点、第二投影点、第三投影点和第四投影点；

获取所述第一位点相对所述回转马达的回转中心轴的第一斜线段、第一横线段和第一纵线段在所述参考坐标系上的长度数据，其中，所述第一斜线段为所述第一位点与所述原点之间的线段，所述第一横线段为所述第一位点与所述第一投影点之间的线段，所述第一纵线段为所述第一投影点与所述原点之间的线段；

根据所述第一斜线段、第一横线段和第一纵线段的长度数据，所述第一角度数据、所述第二角度数据和所述第三角度数据，以及所述铲斗、所述斗杆和所述动臂在所述参考坐标系中的长度数据，分别计算所述第一位点、所述第二位点、所述第三位点和所述第四位点的坐标数据。