(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111646639.3 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 爱克斯维智能科技 （苏州） 有限公司 地址 215400 江苏省苏州市太 仓市科教新 城健雄路20号大学科技园一期3号楼 301-4室 (72)发明人 张彦群　 (74)专利代理 机构 北京卓岚智财知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11624 代理人 葛传勇 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 7/80(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06F 16/51(2019.01) G06F 16/53(2019.01) (54)发明名称 用于挖掘机无人化破碎的石块智能识别方 法及装置 (57)摘要 本发明涉及用 于挖掘机无人化破碎的石块 智能识别方法及装置， 包括以下步骤： A、 获取挖 掘机周围环境的 图像； B、 对所述图像进行椭圆检 测， 将检测出的椭圆进行归类以确定出用于姿态 检测的椭圆， 得到圆柱体的投影椭圆； C、 根据石 块的实际轮廓进行椭圆的重心偏移矫正； 以及D、 根据矫正后的椭圆计算石块在摄像机坐标系下 的坐标； 从而能够准确地识别出挖掘机周围环境 中的石块， 为后续的自动化破碎工作做好 准备。 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 CN 114219801 A 2022.03.22 CN 114219801 A 1.用于挖掘机无 人化破碎的石块智能识别方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： A、 获取挖掘机周围环境的图像； B、 对所述图像进行椭圆检测， 将检测出的椭圆进行归类以确定出用于姿态检测 的椭 圆， 得到圆柱体的投影椭圆； C、 根据石块的实际轮廓进行椭圆的重心偏移矫 正； 以及 D、 根据矫 正后的椭圆计算石块在摄 像机坐标系下的坐标。 2.根据权利要求1所述的用于挖掘机无人化破碎的石块智能识别方法， 其特征在于， 步 骤B包括： 对所述图像进行Canny边缘检测， 将所述图像转化为边缘图像， 通过梯度方向约束检测 弧段， 根据弧段的曲率将弧段聚合 生成椭圆。 3.根据权利要求1所述的用于挖掘机无人化破碎的石块智能识别方法， 其特征在于， 步 骤A包括： 对图像获取时的 曝光参数进行自动调节， 其调节过程 为： 根据图像拍摄时的环境亮度在查询表中索引以查询图像目标亮度， 其中， 所述查询表 是根据环境亮度与图像目标亮度的最优匹配关系预 先建立的； 根据查询出的图像目标亮度计算曝光目标输出值， 其计算公式表示 为： Input＝255x(Output/255)gamma， 其中， Input为图像目标亮度， Gamma为2.2， Output为 曝光目标输出值， 即 分区曝光法中的18％灰的 曝光亮度； 根据优化参数算法从多个角度对每项参数进行评价， 其优化参数算法的公式表示为： 其中， Π:在环境亮度Tab区间内曝光时间的调节量， 环境亮度Tab区间内曝光度需 要调节量， 环境亮度Tab区间内灰度调节比例效果， 环境亮度Tab区间内曝光调节 带来的负影响。 4.根据权利要求1所述的用于挖掘机无人化破碎的石块智能识别方法， 其特征在于， 步 骤C包括： 采用椭圆重心偏移矫 正算法进行椭圆的重心偏移矫 正； 其中， 椭圆重心偏移矫正算法分成两区域应用于第 一象限： 斜率绝对值小于1的第一 区 域内在x方向取 单位步长， 斜率绝对值大于1的第二区域内在y方向取 单位步长； 取(xc， yc)＝(0， 0)， 定义椭圆函数为： fellipse(x， y)即决策参数； 从(0， ry)开始， 在x方向取单位步长直到第一区域和第二区域的界限处， 然后转还 为y方 向的单位 步长， 再覆盖第一象限中剩余的曲线段， 每一 步均检测曲线斜 率值； 斜率方程为： 在第一区域和第二区域的交界区， 且 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114219801 A 2得出， 偏移第一区域的条件是： 通过重心偏移对决策函数求 值来确定沿椭圆轨 迹的下一个位置： 在下一个取样位置(xk+1+1＝xk+2)， 第一区域的决策参数 可求值为： 其中， yk+1根据p1k的符号取值 为yk或yk‑1； 如果p1k＜0， 递增 增量为 如果p1k≥0， 递增 增量为 在第二区域中， 在负方向以单位 步长取样； 在下一个位置yk+1‑1＝yk‑2对椭圆函数求 值， 或 其中， xk+1的设置根据p2k的符号可 取值为xk或xk+1。 5.根据权利要求4所述的用于挖掘机无人化破碎的石块智能识别方法， 其特征在于， 采 用椭圆重心偏移矫 正算法进行椭圆的重心偏移矫 正， 包括： 输入rx、 ry和椭圆中心(xc， yc)， 并得到椭圆上的第一个点： (x0， y0)＝(0， ry) 计算第一区域中重心偏移决策参数的初始值： 在第一区域中的每个xk位置， 从k＝0开始， 假如p1k＜0， 沿中心在(0， 0)的椭圆 的下一个 点为(xk+1， yk)， 并且 否则， 沿椭圆的下一个点为(xk+1， yk‑ 1)， 并且 其中， 并且直到 使用第一区域中计算的最后点(x0， y0)来计算第二区域中参数的初始值： 在第二区域的每个yk位置处， 从k＝0开始， 假如p2k＞0， 沿中心为(0， 0)的椭圆 的下一个 点为(xk， yk‑1)， 并且 否则， 沿椭圆的下一个点(xk+1， yk‑1)， 并且 使用与第一区域中相同的x和y增量进行计算， 直到y＝0；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114219801 A 3