CN110406538A - 履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置，包括行走操作手柄；图像获取模块，用于在所述行走操作手柄发出同步行走指令后获取履带式机械前方图像信息；标识物选定模块，用于从所述图像信息中选定标识物，并锁定所述标识物；以及控制器，用于根据所述标识物的移动方向，调整履带式机械左右行走速度，将速度快的一边的速度降低到慢的一边的速度水平，进而使所述标识物保持在锁定的区域，确保左右速度均衡，从而达到同步。

Description

履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置
技术领域
本公开属于工程机械行走技术领域，具体涉及履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置。
背景技术
履带式机械(如起重机)很多存在左右行走不同步的现象，即左右快慢不一致，尤其长距离行走，此现象更为突出。其原因一是左右两边履带张紧程度不同，二是左右液压系统内由于泵、阀、马达等液压元件内泄等故障因素造成压力、流量明显的差异，进而发生跑偏。
目前常规的手段是进行调整和检修，使左右履带张紧程度一致，调整、更换或修理故障液压元件，使左右行走液压系统工作状态平衡。但由于难以达到绝对的一致和平衡，在长距离行走的条件下，往往还是发生跑偏，一般靠驾驶员人工干预，进行纠偏操作。
发明内容
本公开提供一种履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置，用于在驾驶员通过行走操作手柄发出同步行走指令后，自动监控，及时微调纠偏，实现左右两边同步行走。
根据本公开实施例的第一方面，一种履带式机械行走自动纠偏装置，包括行走操作手柄：图像获取模块，用于在所述行走操作手柄发出同步行走指令后获取履带式机械前方图像信息；标识物选定模块，用于从所述图像信息中选定标识物，并锁定所述标识物；以及控制器，用于根据所述标识物的移动方向，调整履带式机械左右行走速度，将速度快的一边的速度降低到慢的一边的速度水平，进而使所述标识物保持在锁定的区域。
可选地，所述控制器耦接于履带式机械的行走控制单元，和与所述行走操作手柄连接的电位计。
可选地，所述行走操作手柄与液压先导阀压盖铰接安装在履带式机械主机机台上；液压先导阀阀体安装在机台滑道上，与固定在主机机台上的液压先导阀调节油缸连接；所述液压先导阀调节油缸耦接于所述控制器。
可选地，还包括显示器，用于显示所述标识物及其左右移动信息。
目前履带式机械常用的行走操控方式为两类，一种是操作手柄控制电位计，输出电信号；另一种是操作手柄直接控制液压先导阀的控制杆，输出液压先导压力信号。针对这两种不同的控制方式有两种不同的实施方案。控制原理都是一样，即设立视觉识别系统，瞄准前方一个目标行走，出现偏差则自动纠偏，因为行走跑偏必然造成回转的效果，实时控制较快的一侧减慢速度，以达到左右行走速度平衡。
本公开的有益效果：1、本公开把“跑偏”的现象转化为“回转”的现象，因为跑偏必然带来回转，开辟了一条监测的新思路；2、不需要驾驶员的人工干预，自动实现纠偏，保证行走同步，减轻了驾驶员的操作量；3、能够从输出上消除一些不太严重的故障因素(如内泄等)对跑偏的影响；4、本公开的方案特别适合于处置刚启动时的跑偏，即刚启动行走动作时，一边行走反应快，另一边行走反应慢，造成跑偏。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细说明。
图1示出了根据本公开的一个实施例的履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置的控制框图。
图2示出了根据本公开的一个实施例的履带式机械机器视觉识别行走自动纠偏装置的液压系统示意图。
图3示出了根据本公开的一个实施例的液压先导阀阀体在机台滑道上的安装示意图。
图4示出了根据本公开的一个实施例的机台滑道上的结构示意图。
具体实施方式
现有的履带式机械行走控制方式如下：一个行走操作手柄发出左行走指令后，行走控制单元直接控制左行走速度；另一个行走操作手柄发出右行走指令后，行走控制单元直接控制右行走速度，即左右行走系统是两个独立的系统。
如图1和2，履带式机械行走自动纠偏装置包括控制器21和视觉识别系统22，视觉识别系统22硬件设备包括摄像头、主机、显示器，软件上包含专用的视觉识别软件。摄像头作为图像获取模块，用于在所述行走操作手柄发出同步行走指令后获取履带式机械前方图像信息。视觉识别软件中的标识物选定模块用于从所述图像信息中选定标识物，并锁定所述标识物。显示器放置在驾驶室，用于显示所述标识物及其左右移动信息。控制器21可以采用PLC控制器，用于根据所述标识物的移动方向，调整履带式机械左右行走速度，将速度快的一边的速度降低到慢的一边的速度水平，进而使所述标识物保持在锁定的区域，以使左右速度均衡，从而达到同步。
履带式机械行走自动纠偏装置的控制方法如下：当检测到进入行走同步模式时(两个行走操作手柄同时往同一个方向推动或者拉动)，视觉识别系统自动选定前方一个标识物，并进行锁定。如果发生行走跑偏，则会自动产生回转的效果。此时锁定的标识物在显示器屏幕上就会往左或者往右移动，如果往左移动，则说明右侧行走速度比左侧快，反之说明左侧行走速度比右侧快。采取的调整策略是反馈控制较快的一侧减慢速度，以达到左右行走速度平衡，使显示屏的标识物回到原来锁定的区域。
对于履带式机械，行走指令可以是电气指令，即行走操作手柄连接的是电位计。履带式机械原有的两个电位计(一个控制左行走，另一个控制右行走)和行走控制单元连接到控制器。朝一个方向同时操作两个行走操作手柄，即需要同步行走的时候，控制器根据所述标识物的移动方向，调整履带式机械左右行走速度，将速度快的一边的速度降低到慢的一边的速度水平，进而使所述标识物保持在锁定的区域，以使左右速度均衡，从而达到同步。
行走指令也可以是液压指令，即行走操作手柄连接的是液压先导阀。参考图2，在履带式机械原有两个液压先导阀(一个控制左行走，另一个控制右行走)控制底板处分别设立油缸20控制的退让机构。当进入同步行走模式，若视觉识别系统22检测到履带式机械左右两边不同步，控制器21发出调节指令，使速度快的一边(如右边)的液压先导阀对应的油缸20进行退让操作，相当于此边(如右边)所对应的行走操作手柄的输入幅度减小，达到此边(如右边)行走降速的效果，最终达到左右行走同步。
如图2和3，行走操作手柄17与液压先导阀压盖18铰接安装在主机机台7上。液压先导阀阀体19安装在机台7的滑道24上，与固定在主机机台7上的先导阀调节油缸20连接。控制器21连接液压先导阀调节油缸20。通过液压先导阀调节油缸20来微调液压先导阀阀体19的位置，以达到改变液压先导阀阀芯触头23压下行程的目的。
采用分体安装的目的，就是使反馈调节的作用能够施加在液压先导阀阀芯的行程变化上，而原有一体式安装(液压先导阀阀体安装在主机机台上，行走操作手柄与液压先导阀压盖安装在液压先导阀阀体上)实现不了这个功能。
图4示出了根据本公开的一个实施例的滑道的结构示意图。如图4，滑道24可采用燕尾槽，或T形槽。滑道24的母滑道24-1可用沉头螺钉固定在机台7上；公滑道24-2可用沉头螺钉固定在液压先导阀阀体19上。

Claims (4)

1.一种履带式机械行走自动纠偏装置，包括行走操作手柄，其特征在于，还包括：
图像获取模块，用于在所述行走操作手柄发出同步行走指令后获取履带式机械前方图像信息；
标识物选定模块，用于从所述图像信息中选定标识物，并锁定所述标识物；以及
控制器，用于根据所述标识物的移动方向，调整履带式机械左右行走速度，将速度快的一边的速度降低到慢的一边的速度水平，进而使所述标识物保持在锁定的区域。
2.根据权利要求1所述的履带式机械行走自动纠偏装置，其特征在于，所述控制器耦接于履带式机械的行走控制单元，和与所述行走操作手柄连接的电位计。
3.根据权利要求1所述的履带式机械行走自动纠偏装置，其特征在于，所述行走操作手柄与液压先导阀压盖铰接安装在履带式机械主机机台上；液压先导阀阀体安装在机台滑道上，与固定在主机机台上的液压先导阀调节油缸连接；所述液压先导阀调节油缸耦接于所述控制器。
4.根据权利要求1所述的履带式机械行走自动纠偏装置，其特征在于，还包括显示器，用于显示所述标识物及其左右移动信息。
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