[发明专利]一种挖掘机的位姿标定方法及其系统、挖掘机

权利要求书

1.一种挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，包括：

根据挖掘机的产品设计数据、惯性传感器在所述挖掘机上的安装方式以及所述惯性传感器检测的所述挖掘机的回转关节的校验角度数据，对所述挖掘机进行校验，确定所述回转关节的校验角度误差；

根据经过所述校验的挖掘机的多组测试数据以及所述校验角度误差对所述挖掘机进行误差辨识，确定所述回转关节的辨识角度误差，其中，每组所述测试数据包括预设姿态数据以及所述挖掘机位于所述预设姿态时所述挖掘机的回转关节的测试角度数据；

当所述辨识角度误差与所述校验角度误差之差小于第一预设数值时，确定所述辨识误差为补偿角度误差；以及

获取经过所述误差辨识后的所述挖掘机在施工过程中，所述惯性传感器检测的回转关节的实际角度数据，并将回转关节的实际角度数据以及所述补偿角度误差输入至运动学机理模型进行计算，输出所述挖掘机的位姿数据。

2.根据权利要求1所述的挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，根据挖掘机的产品设计数据、惯性传感器在所述挖掘机上的安装方式以及所述惯性传感器检测的所述挖掘机的回转关节的校验角度数据，对所述挖掘机进行校验，确定所述回转关节的校验角度误差，包括：

根据挖掘机的产品设计数据、惯性传感器在所述挖掘机上的安装方式对所述挖掘机进行初始校验，确定第一校验角度误差；

当所述第一校验角度误差在第一预设范围内时，根据经过所述初始校验的挖掘机的多组校验姿态数据确定第二校验角度误差；其中，每组校验姿态数据包括预设极限姿态以及所述挖掘机位于所述预设极限姿态时所述挖掘机的回转关节的极限角度数据；

根据所述第一校验角度误差以及所述第二校验角度误差确定所述校验角度误差。

3.根据权利要求2所述的挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，根据挖掘机的产品设计数据、惯性传感器在所述挖掘机上的安装方式对所述挖掘机进行初始校验，确定第一校验角度误差，包括：

构建第一运动学正逆变模型，所述第一运动学正逆变模型反应驱动空间、回转关节空间以及工作空间之间的运动学；

输入所述挖掘机的产品设计数据至所述第一运动学正逆变模型进行计算，确定所述挖掘机的回转关节的理论活动角度范围；

构建第二运动学正逆变模型，所述第二运动学正逆变模型反应测量空间、回转关节空间以及工作空间之间的运动学；

输入所述惯性传感器的安装数据至所述第二运动学正逆变模型进行计算，确定所述挖掘机的回转关节的安装活动角度范围；

根据所述回转关节的理论活动角度范围以及所述回转关节的安装活动角度范围确定第一校验角度误差。

4.根据权利要求3所述的挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，根据经过所述初始校验的挖掘机的多组校验姿态数据确定第二校验角度误差，包括：

获取经过所述初始校验的挖掘机执行预设极限姿态时，所述挖掘机的预设极限姿态数据以及所述惯性传感器检测到的回转关节的实测极限角度活动范围；

将所述挖掘机的预设极限姿态数据输入至运动学机理模型中进行计算，确定所述挖掘机的理论极限角度活动范围；

根据所述挖掘机的实测极限角度活动范围以及所述挖掘机的理论极限角度活动范围确定所述挖掘机的第二校验角度误差。

5.根据权利要求4所述的挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，根据经过所述初始校验的挖掘机的多组校验姿态数据确定第二校验角度误差，还包括：

当所述第一校验角度误差超出所述第一预设范围内时，且所述第一校验角度误差在第二预设范围内时，根据所述第一校验角度误差确定第一模型补偿角度，并将述第一模型补偿角度以补偿的形式补偿至所述第二运动学正逆变模型；或

当所述第一校验角度超出所述第一预设范围内时，且所述第一校验角度误差超过第二预设范围内时，生成第一反馈信息，所述第一反馈信息用于提示用户调整所述惯性传感器在所述挖掘机上的安装方式。

6.根据权利要求4所述的挖掘机的位姿标定方法，其特征在于，根据所述第一校验角度误差以及所述第二校验角度误差确定所述校验角度误差，包括：

根据所述第一校验角度误差确定初始角度补偿误差；

根据所述初始角度补偿误差以及所述第二校验角度误差确定所述校验角度误差。