基于铲装前后物料堆三维重构的铲装体积获取方法及系统

    公开(公告)号:CN116258832A

    公开(公告)日:2023-06-13

    申请号:CN202211594238.2

    申请日:2022-12-13

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明方法包括:采集铲装前物料堆表面的双目图像;对双目图像进行特征点检测、描述、匹配和提纯,计算得到稀疏匹配特征点和视差,并获得三角映射参数;基于稀疏特征点和视差,构建得到稀疏三维点云;基于稀疏三维点云和三角映射参数,构建得到铲装前物料堆表面稠密三维点云模型;对工程机械完成铲装后的物料堆表面进行双目图像采集,构建得到铲装后物料堆表面稠密三维点云模型;对铲装前后物料堆表面稠密三维点云模型进行点云降采样及点云配准;根据铲装区域边界对配准后点云模型进行精分割,得到实际铲装区域点云模型,并获得铲装体积。本发明能够快速准确地估计工程机械铲装物料体积,对于实时评估工程进度和操作人员作业效率具有重要意义。

    一种装载机自主铲掘过程的数字孪生机理模型建模方法

    公开(公告)号:CN116933440A

    公开(公告)日:2023-10-24

    申请号:CN202311024086.7

    申请日:2023-08-15

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开了一种装载机自主铲掘过程的数字孪生机理模型建模方法,包括:采用双目视觉相机和激光雷达分别获取铲掘作业时料堆状态信息,利用多源数据融合技术将激光雷达的深度信息和图像颜色纹理信息进行融合,提取料堆三维信息;分析装载机自主铲掘过程机械、液压、控制、负载、环境的耦合机理,构建基于Modelica的多领域耦合模型;利用装载机自主铲掘过程的速度、轨迹和料堆三维信息,依据不同作业方式构建装载机满斗铲掘的轨迹模型,之后依据铲前料堆三维信息输入,输出可能的铲掘轨迹信息;基于开发的装载机多领域耦合仿真平台,获取可能的铲掘轨迹信息,进而在仿真平台上进行轨迹寻优,并输出相应的最优轨迹与对应的仿真作业阻力。

    一种基于Modelica的装载机模型实时标定与半实物仿真测试方法

    公开(公告)号:CN115963735A

    公开(公告)日:2023-04-14

    申请号:CN202211164857.8

    申请日:2022-09-23

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开一种基于Modelica的装载机模型实时标定与半实物仿真测试方法,该方法包括如下步骤:首先,将装载机系统分解得到系统模型、子系统模型、部件模型和元件模型,并建立装载机系统模型;然后,采用Modelica语言进行外部函数C代码的封装和调用,建立数据通讯接口模型;接着,基于标定参数和仿真数据建立装载机物理系统与仿真模型之间的连接和实时通讯;最后,开展多工况变负载下装载机实际铲装作业,对装载机仿真模型进行实时标定和半实物仿真测试。本发明基于Modelica语言所构建的装载机仿真模型具有层次化、可重用和可扩展性,极大提高建模效率。实时标定后的模型具有更高的可信度,半实物仿真的试验结果更接近实际,能更有效的实现装载机的性能分析与测试。

    装载机自主铲掘过程的数字孪生数据驱动模型建模方法

    公开(公告)号:CN116933441A

    公开(公告)日:2023-10-24

    申请号:CN202311024469.4

    申请日:2023-08-15

    Applicant: 厦门大学

    Abstract: 本发明公开了一种装载机自主铲掘过程的数字孪生数据驱动模型建模方法,包括:通过获取自主铲掘前料堆三维信息,利用数字孪生机理模型仿真优化获得最优铲掘轨迹及仿真作业阻力;获取自主铲掘后的包括轨迹、速度和料堆的在役运行数据,利用作业阻力预测模型计算获得预测作业阻力,并以在役运行数据为输入,预测作业阻力与仿真作业阻力之间的残差为输出,建立自主铲掘过程数据集,并依据铲装作业段辨识结果,获取训练集与测试集,构建基于改进SSA‑LSTM算法的作业阻力残差预测模型,输出作业阻力残差;最后,融合数字孪生机理模型和数据驱动模型,两者混合驱动构成数字孪生体,实现对仿真作业阻力的误差修正,确保数字孪生模型输出的准确性。

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