[0001] 本申请涉及自动化控制技术领域，尤其涉及一种打桩机的控制方法、装置、电子设备及存储介质。

[0002] 目前打桩机自动化控制大部分是单纯在控制室控制桩机工作，外部还需有专门人员观察打桩进度，以及指挥控制室的人员操纵打桩机械，造成人力资源的浪费，增加用人成本，导致工作效率较低。

[0022] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0023] 下面参考附图描述本申请实施例的打桩机的控制方法和装置。

[0024] 图1是根据一示例性实施例示出的一种打桩机的控制方法的流程图，如图1所示，本申请实施例的打桩机的控制方法，包括但不限于以下步骤：

[0025] S101，获取打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置，并基于目标打桩位置和打桩机停留位置，对打桩机进行路径规划，得到打桩机的打桩路径。

[0026] 需要说明的是，本申请实施例提供的打桩机的控制方法的执行主体为电子设备，该电子设备可以是终端设备。可选地，终端设备可以为移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra‑mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等。本申请实施例不作具体限定。

[0027] 在一些实现中，可以基于目标打桩位置和打桩机停留位置的坐标，对打桩机进行路径规划，得到打桩机的打桩路径。可选地，可以通过构建空间坐标系，确定打桩区域的多个目标打桩位置和打桩机停留位置的坐标，进而可以规划打桩机停留的坐标与目标打桩位置的坐标之间的打桩路径。

[0028] S102，基于打桩路径，控制打桩机运动至打桩区域。

[0029] 在一些实现中，可以基于控制算法，控制打桩机按照打桩路径运动至打桩区域，例如，可以使用比例积分微分(Proportional‑Integral‑Derivative，PID)控制，控制打桩机运动至打桩区域。

[0030] S103，获取打桩机在打桩区域的图像，并基于图像，控制打桩机进行打桩。

[0031] 在一些实现中，当打桩机运动至打桩区域后，为了保证打桩机打桩动作的准确性，可以对打桩机的打桩动作进行调整，以确保打桩机实现准确稳定的打桩操作。可选地，可以对打桩机的位置和姿态进行调整，实现调整打桩动作。其中，姿态可以是打桩机的角度信息。

[0032] 可选地，在获取到打桩机的位置和姿态后，可以判断是否需要对打桩机的位置和姿态进行调整。当确定需要调整打桩机的位置和姿态，可以基于PID控制进行调整，并在调整后控制打桩机进行打桩。

[0033] 可选地，可以预先设定打桩范围和打桩角度范围，当打桩机的位置与目标打桩位置的误差在预设的打桩范围内，确定不需要对打桩机进行调整；当打桩机的角度在预设的打桩角度范围内，确定不需要对打桩机进行调整；否则，调整打桩机的位置和姿态。

[0034] 在一些实现中，可以通过获取打桩机在打桩区域的图像，并对该图像进行图像识别，以确定打桩机的位置和姿态。可选地，可以通过图像分割、目标检测等操作，确定打桩机的位置和姿态。

[0035] 进一步地，确定需要对打桩机进行调整，则调整打桩机的位置和姿态，并在调整后继续获取打桩机在打桩区域的图像，并继续判断是否需要对打桩机的位置和姿态进行调整，直至不需要调整打桩机的位置和姿态，控制打桩机进行打桩。

[0036] 本申请实施例提供的打桩机的控制方法中，通过对打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置之间进行路径规划，并控制打桩机按照打桩路径运动至打桩区域，进而可以对打桩机进行打桩控制。通过获取打桩区域的图像，确定打桩机的位置和姿态，并对位置和姿态进行调整，可以使打桩机保持稳定的运动，实现对打桩机的精确控制。进而控制打桩机进行打桩操作，可以提高打桩作业的安全性，以及提高打桩效率。

[0037] 图2是根据一示例性实施例示出的一种打桩机的控制方法的流程图，如图2所示，本申请实施例的打桩机的控制方法，包括但不限于以下步骤：

[0038] S201，获取打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置，并基于目标打桩位置和打桩机停留位置，对打桩机进行路径规划，得到打桩机的打桩路径。

[0039] 在本申请实施例中，步骤S201的实现方式可以分别采用本申请各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

[0040] S202，基于打桩路径，控制打桩机运动至打桩区域。

[0041] 在本申请实施例中，步骤S202的实现方式可以分别采用本申请各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

[0042] S203，在打桩过程中重复采集图像，基于每次采集的图像确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。

[0043] 在一些实现中，可以基于打桩机自身的视觉传感器，如相机，采集打桩过程中的图像，进而对采集的图像进行图像检测，确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。可选地，可以基于MATLAB编程实现对打桩过程中的图像采集，以及确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。

[0044] S204，判断实时打桩位置和实时打桩角度是否满足打桩设定条件。

[0045] 在一些实现中，可以基于实时打桩位置和实时打桩角度，与设定的目标打桩位置和目标打桩角度之间的误差，判断实时打桩位置和实时打桩角度是否满足打桩设定条件。

[0046] 可选地，通过确定实时打桩位置与目标打桩位置之间第一误差，并根据第一误差判断实时打桩位置是否处于预设的位置误差范围内。通过确定实时打桩角度与目标打桩角度之间的第二误差，并根据第二误差，判断实时打桩角度是否处于预设的角度误差范围内。

[0047] 也就是说，打桩设定条件可以是实时打桩位置与目标打桩位置之间的第一误差在位置误差范围内，打桩设定条件还可以是实时打桩角度与目标打桩角度之间的第二误差在角度误差范围内。

[0048] S205，响应于实时打桩位置和实时打桩角度满足各自的打桩设定条件，控制打桩机进行打桩。

[0049] 在一些实现中，当确定实时打桩位置与目标打桩位置之间的第一误差在位置误差范围内，且实时打桩角度与目标打桩角度之间的第二误差在角度误差范围内，可以确定实时打桩位置和实时打桩角度满足各自的打桩设定条件，进而可以控制打桩机进行打桩。

[0050] S206，响应于实时打桩位置和实时打桩角度中存在未满足打桩设定条件的控制参数，对控制参数进行调整，以使得调整后的打桩位置和打桩角度满足各自的打桩设定条件，并控制打桩机进行打桩。

[0051] 在一些实现中，当实时打桩位置与目标打桩位置之间的第一误差不在位置误差范围内，或者实时打桩角度与目标打桩角度之间的第二误差不在角度误差范围内，可以确定实时打桩位置和实时打桩角度中存在未满足设定条件的控制参数。

[0052] 进一步地，调整未满足设定条件的控制参数，以使得调整后的打桩位置和打桩角度满足各自的打桩设定条件，进而控制打桩机进行打桩。

[0053] 在一些实现中，可以基于控制指令，控制打桩机进行打桩。当无需对打桩位置和角度进行调整时，可以根据实时打桩位置和实时打桩角度，生成控制指令，并基于控制指令控制打桩机进行打桩。当需要对打桩位置和角度进行调整时，可以根据调整后的打桩位置和打桩角度，生成控制指令，并基于控制指令控制打桩机进行打桩。

[0054] 在一些实现中，可以基于PID控制算法，调整打桩机的位置和角度。可以基于误差计算控制量，并基于控制量对打桩机进行调整。可选地，计算控制量的公式如下所示：

[0055] 控制量＝Kp*误差+Ki*积分项+Kd*微分项(1)

[0056] 其中，Kp是比例增益，用来调节误差的响应速度；Ki是积分增益，用来消除误差的累积；Kd是微分增益，用来抑制误差的快速变化。

[0057] 其中，积分项可以基于误差和时间步长Δt确定，比如，积分项＝积分项+误差*Δt；微分项可以基于当前误差和上一次调整的误差，以及时间步长Δt确定，比如，微分项＝(误差‑上次误差)/Δt。

[0058] 可选地，当需要对位置进行调整时，可以根据公式(1)，基于第一误差确定对位置进行调整的第一控制量，并根据第一控制量对打桩机的位置进行调整。当需要对角度进行调整时，可以根据公式(1)，基于第二误差确定对角度进行调整的第二控制量，并根据第二控制量，对打桩机的角度进行调整。

[0059] 本申请实施例提供的打桩机的控制方法中，通过对打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置之间进行路径规划，并控制打桩机按照打桩路径运动至打桩区域，进而可以对打桩机进行打桩控制。通过持续采集打桩机在打桩区域的图像，确定打桩机的实时位置和实时角度，并判断是否需要对实时位置和实时角度进行调整。在需要调整时调整打桩机的位置和角度，可以使打桩机保持稳定的运动，实现对打桩机的精确控制。进而控制打桩机进行打桩操作，可以提高打桩作业的安全性，以及提高打桩效率。

[0060] 在上述实施例的基础上，本申请实施例可以对确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度的过程进行解释说明，如图3所示，确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度的过程，包括但不限于以下步骤：

[0061] S301，基于视觉传感器，获取打桩机在打桩区域的图像，并基于图像识别打桩机的运动信息。

[0062] 在一些实现中，打桩机包括视觉传感器，可以基于打桩机自身的视觉传感器，采集打桩机在打桩区域的图像，并对图像进行图像识别和检测，确定打桩机在打桩区域的运动信息。其中运动信息包括但不限于：运动速度、加速度、运动时长等。其中，运动时长指的是当前图像与上一图像之间采集间隔。

[0063] S302，基于运动学公式和运动信息，确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。

[0064] 在一些实现中，当确定了打桩机的运动信息后，可以计算打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。计算打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度在二维空间中进行，为了确保数据的精确性，还可以确定打桩机在二维空间的几何变换。

[0065] 可选地，可以基于图像，确定打桩机在二维空间的几何变换，其中几何变换包括平移变换、旋转变换和缩放变换。可选地，可以基于图像中的像素坐标信息，确定打桩机在二维空间的几何变换。

[0066] 可选地，计算打桩机在二维空间的平移变换的公式如下所示：

[0067] x' ＝ x +  Δx y' ＝ y +  Δy    (2)

[0068] 其中，(x,y)是图像中原始的像素坐标，(x',y')是平移变换后的像素坐标，Δx和Δy是平移的位移量。

[0069] 可选地，计算打桩机在二维空间的旋转变换的公式如下所示：

[0070] x' ＝ xcosθ ‑ ysinθ y' ＝ xsinθ + ycosθ   (3)

[0071] 其中，(x,y)是图像中原始的像素坐标，(x',y')是旋转变换后的像素坐标，θ是旋转的角度。

[0072] 可选地，计算打桩机在二维空间的缩放变换的公式如下所示：

[0073] x' ＝ sx * x y' ＝ sy * y    (4)

[0074] 其中，(x,y)是原始图像中的像素坐标，(x',y')是缩放变换后的像素坐标，sx和sy分别是沿x和y轴的缩放比例。

[0075] 进一步地，可以基于几何变换和运动信息，确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。例如，可以使用运动学公式，计算打桩机的实时位置：

[0076] x(t) ＝ x(0) + v * t + 0.5 * a * t^2   (5)

[0077] y(t) ＝ y(0) + v * t + 0.5 * a * t^2   (6)

[0078] 其中，x(t)表示横坐标，y(t)表示纵坐标，x(0)表示几何变换后的横坐标，y(0)表示几何变换后的纵坐标，v表示速度、a表示加速度、t表示运动时长。

[0079] 本申请实施例提供的打桩机的控制方法中，通过持续采集打桩机在打桩区域的图像，确定打桩机运动信息和几何变化信息，进而基于运动信息和几何变换信息，可以确定打桩机的实时位置和实时角度，可以在控制打桩机时提供准确的反馈，确保打桩机能够按照预定轨迹和姿态进行高效、准确的打桩作业。

[0080] 如图4所示的控制打桩机进行打桩的流程示意图。通过构建空间坐标系，确定打桩区域的目标打桩位置的坐标，和打桩机停留位置的坐标，进而基于坐标信息对打桩机进行路径规划，得到打桩机的打桩路径。并控制打桩机按照打桩路径运动至打桩区域。

[0081] 在打桩区域内基于视觉传感器重复采集图像，并对每次采集的图像进行图像处理，以确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度，以实现根据控制算法，基于实时打桩位置和实时打桩角度控制打桩机进行打桩。

[0082] 在打桩过程中，可以将实时打桩位置和实时打桩角度作为反馈数据，判断是否需要调整控制参数，以实现闭环控制，当确定需要对控制参数进行调整，调整打桩机的位置和角度，进而控制打桩机进行打桩，使得打桩机保持稳定的运动和精确的控制。

[0083] 为了实现上述实施例，本申请还提出一种打桩机的控制装置。

[0084] 图5为本申请实施例提供的一种打桩机的控制装置的结构示意图。

[0085] 如图5所示，该打桩机的控制装置500包括：

[0086] 路径规划模块501，用于获取打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置，并基于所述目标打桩位置和打桩机停留位置，对打桩机进行路径规划，得到所述打桩机的打桩路径；

[0087] 第一控制模块502，用于基于所述打桩路径，控制所述打桩机运动至所述打桩区域；

[0088] 第二控制模块503，用于获取所述打桩机在所述打桩区域的图像，并基于所述图像，控制所述打桩机进行打桩。

[0089] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：在打桩过程中重复采集图像，基于每次采集的所述图像确定所述打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度；判断所述实时打桩位置和实时打桩角度是否满足打桩设定条件；响应于所述实时打桩位置和所述实时打桩角度满足各自的打桩设定条件，控制所述打桩机进行打桩；响应于所述实时打桩位置和所述实时打桩角度中存在未满足打桩设定条件的控制参数，对所述控制参数进行调整，以使得调整后的打桩位置和打桩角度满足各自的打桩设定条件，并控制所述打桩机进行打桩。

[0090] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：确定所述实时打桩位置与目标打桩位置之间第一误差，并根据所述第一误差判断所述实时打桩位置是否处于预设的位置误差范围内；确定所述实时打桩角度与目标打桩角度之间的第二误差，并根据所述第二误差，判断所述实时打桩角度是否处于预设的角度误差范围内。

[0091] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：基于所述第一误差确定对位置进行调整的第一控制量，并根据所述第一控制量对所述打桩机的位置进行调整；基于所述第二误差确定对角度进行调整的第二控制量，并根据所述第二控制量，对所述打桩机的角度进行调整。

[0092] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：根据所述实时打桩位置和实时打桩角度，生成控制指令，并基于所述控制指令控制所述打桩机进行打桩；或者，根据所述调整后的打桩位置和打桩角度，生成控制指令，并基于所述控制指令控制所述打桩机进行打桩。

[0093] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：基于所述视觉传感器，获取所述打桩机在所述打桩区域的图像，并基于所述图像识别所述打桩机的运动信息；基于运动学公式和所述运动信息，确定所述打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。

[0094] 在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述第二控制模块503，还用于：基于所述图像，确定所述打桩机在二维空间的几何变换，其中所述几何变换包括平移变换、旋转变换和缩放变换；基于所述几何变换和所述运动信息，确定打桩机的实时打桩位置和实时打桩角度。

[0095] 本申请实施例提供的打桩机的控制装置中，通过对打桩区域的目标打桩位置和打桩机停留位置之间进行路径规划，并控制打桩机按照打桩路径运动至打桩区域，进而可以对打桩机进行打桩控制。通过获取打桩区域的图像，确定打桩机的位置和姿态，并对位置和姿态进行调整，可以使打桩机保持稳定的运动，实现对打桩机的精确控制。进而控制打桩机进行打桩操作，可以提高打桩作业的安全性，以及提高打桩效率。

[0096] 需要说明的是，前述对打桩机的控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的打桩机的控制装置，此处不再赘述。

[0097] 为了实现上述实施例，本申请还提出一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现执行前述实施例所提供的方法。

[0098] 为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现前述实施例所提供的方法。

[0099] 为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述实施例所提供的方法。

[0100] 本申请中所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和申请等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

[0101] 需要说明的是，来自用户的个人信息应当被收集用于合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外，应在收到用户知情同意后进行此类采集/共享，包括但不限于在用户使用该功能前，通知用户阅读用户协议/用户通知，并签署包括授权相关用户信息的协议/授权。此外，还需采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。

[0102] 本申请预期可提供用户选择性阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本申请预期可提供硬件和/或软件，以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。一旦不再需要个人信息数据，通过限制数据收集和删除数据可最小化风险。此外，在适用时，对此类个人信息去除个人标识，以保护用户的隐私。

[0103] 在前述各实施例描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0104] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0105] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0106] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

[0107] 应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

[0108] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

[0109] 此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

[0110] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。