CN111877444A - 一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机。挖掘机电子围墙配置方法包括：挖掘机的上转台处于标定位置时，确定挖掘机铲斗的标定点；确定标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，墙面为平面。本发明提出的电子围墙配置方法利用标定点的坐标确定电子围墙墙面的位置，相较于基于回转角度的电子围墙，利用本发明提出的方法配置的电子围墙包围的区域更大，当挖掘机的姿态发生变化时，挖掘机可以转动更大的角度，以获取更大的工作范围，进而提高作业效率。

Description

一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机

技术领域

本发明实施例涉及挖掘机技术，尤其涉及一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机。

背景技术

电子围墙是一种虚拟的围栏装置，应用在挖掘机作业场景下，电子围墙用于限定挖掘机工作装置的运动位置，当工作装置任意位置靠近电子围墙的边界时，挖掘机控制器锁定挖掘机的操作杆，以避免由于操作员的失误而造成的安全事故。

图1是现有技术中的电子围墙示意图，参考图1，现有技术中，电子围墙的限定区域为一环形区域，配置电子围墙时，通过在仪表上设定左/右回转的限定角度，来完成回转虚拟墙面的设定。当挖掘机平台回转接近到限定角度处，回转将会停止，以保证挖掘机在有限空间范围内作业的安全性。通过回转角度配置电子围墙存在一定的局限性，主要为：以工作装置最远端作为基准设定回转角度时，当工作装置缩回后会存在回转停止提前量过大的情况，造成过度保护，影响工作效率；当不以工作装置最远端作为基准设回转定角度时，会存在安全问题，若工作装置伸出就会存在碰到障碍物的风险，电子围墙欠保护。

发明内容

本发明提供一种挖掘机电子围墙配置方法、挖掘机控制器及挖掘机，以达到提高挖掘机作业效率的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种挖掘机电子围墙配置方法，包括：

挖掘机的上转台处于标定位置时，确定挖掘机铲斗的标定点；

确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，所述挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，所述墙面为平面。

可选的，挖掘机的上转台处于标定位置时，确定所述标定点与所述下转台轴线间的垂直距离，作为所述坐标的横坐标，

确定与所述轴线平行且间距与所述横坐标相同的平面区域，将所述平面区域配置为位于所述挖掘机一侧或两侧的电子围墙的墙面。

可选的，所述标定位置包括第一标定位置和第二标定位置，所述铲斗包括第一标定点和第二标定点，

挖掘机的上转台处于第一标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第一旋转角度，确定第一标定点与所述回转中心间的第一距离，通过所述第一距离与所述第一旋转角度确定所述第一标定点与所述下转台轴线间的第一垂直距离，作为第一横坐标，

将与所述轴线平行且间距与所述第一横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第一墙面，

挖掘机的上转台处于第二标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第二旋转角度，确定第二标定点与所述回转中心间的第二距离，通过所述第二距离与所述第二旋转角度确定所述第二标定点与所述下转台轴线间的第二垂直距离，作为第二横坐标，

将与所述轴线平行且间距与所述第二横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第二墙面。

可选的，所述电子围墙包括外墙面和内墙面，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置包括：

确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定所述外墙面以及内墙面的位置。

可选的，所述标定位置包括第一标定位置和第二标定位置，

挖掘机的上转台处于第一标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第一旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第一距离，通过所述第一距离与所述第一旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第一坐标，

挖掘机的上转台处于第二标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第二旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第二距离，通过所述第二距离与所述第二旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第二坐标，

根据所述第一坐标以及第二坐标确定所述电子围墙墙面的位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种挖掘机控制器，挖掘机控制器用于配置电子围墙以及根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围，配置电子围墙包括：

挖掘机的上转台处于标定位置时，挖掘机控制器确定挖掘机铲斗的标定点；

挖掘机控制器确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，所述挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，所述墙面为平面。

可选的，根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围包括：

所述挖掘机控制器将所述上转台处于标定位置时的所述挖掘机坐标系作为电子围墙坐标系，确定所述标定点在所述电子围墙坐标系下的运动坐标，根据所述运动坐标的横坐标确定所述挖掘机的工作范围是否超过所述电子围墙。

可选的，所述挖掘机控制器还用于接收配重参数，根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围还包括：

所述挖掘机控制器根据所述配重参数确定配重标定点，确定所述配重标定点在所述电子围墙坐标系下的配重坐标，

根据所述运动坐标以及配重坐标的横坐标确定所述挖掘机的工作范围是否超过所述电子围墙。

第三方面，本发明实施例还提供了一种挖掘机，挖掘机配置有本发明实施例记载的挖掘机控制器。

可选的，所述挖掘机配置有第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器，

所述第一角度传感器用于采集铲斗的运动角度，所述第二角度传感器用于采集铲斗杆的运动角度，所述第三角度传感器用于采集动臂的运动角度，所述第四角度传感器用于采集上转台与下转台件的相对旋转角度，

所述挖掘机控制器配置为根据所述第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器采集的运动角度确定所述铲斗的运动位置。

可选的，所述挖掘机还配置有定位装置，

所述挖掘机控制器根据所述定位装置的定位信息确定所述挖掘机的运动位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：电子围墙配置方法利用标定点的坐标确定电子围墙墙面的位置，相较于基于回转角度的电子围墙，利用本发明提出的方法配置的电子围墙包围的区域更大，当挖掘机工作装置的姿态发生变化时，挖掘机可以转动更大的角度，以获取更大的工作范围，进而提高作业效率。

附图说明

图1是现有技术中的电子围墙示意图；

图2是实施例中的电子围墙配置方法流程图；

图3是实施例中的挖掘机坐标系示意图；

图4是实施例中的一种电子围墙示意图；

图5是实施例中的另一种电子围墙示意图；

图6是实施例中的挖掘机结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图2是实施例中的电子围墙配置方法流程图，本实施例可适用于配置挖掘机电子围墙的情况，该方法可以由挖掘机控制器执行，参考图2，挖掘机电子围墙配置方法包括：

S1.挖掘机的上转台处于标定位置时，确定挖掘机铲斗的标定点。

本实施例中，在进行实际的挖掘工作前，利用铲斗确定电子围墙所包含的范围。本实施例中，标定位置为确定电子围墙时，铲斗所能运动到的极限位置，标定位置可以是一个或多个。标定点可以为铲斗最前端左右两侧的角点，也可以为铲斗最前端位置的中点。

示例性的，以选择一个标定位置确定电子围墙为例，确定标定点的过程可以为：调整挖掘机铲斗的姿态，控制挖掘机的铲斗向右运动，当铲斗靠近挖掘机右侧的障碍物时，控制铲斗停止运动，此时控制器根据铲斗的运动方向确定标定点为铲斗最前端右侧的角点。

S2.确定标定点在挖掘机坐标系下的坐标。

图3是实施例中的挖掘机坐标系示意图，参考图3，示例性的，挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点o，挖掘机坐标系的y轴与挖掘机下转台的纵轴线方向平行，挖掘机坐标系的x轴与挖掘机下转台的纵轴线方向垂直。

示例性的，本实施例中，控制器可以根据铲斗的旋转角度和铲斗最前端的角点与回转中心点o之间的距离计算出标定点的坐标，也可以通过配置在标定点处的定位装置获取标定点的位置坐标，若定位装置所属坐标系与挖掘机坐标系不同，则将位置坐标转换至挖掘机坐标系中，若两坐标系相同，则位置坐标即为控制器所需的坐标。

S3.根据坐标确定电子围墙墙面的位置。

示例性的，本步骤中，电子围墙墙面为平面，若仅选定一个标定位置，控制器获取了一个标定点的坐标，则可以根据该坐标的横坐标确定电子围墙墙面的位置，并配置位于挖掘机左右两侧的电子围墙墙面相对于回转中心点对称。若选定多个标定位置，且挖掘机的同侧包括两个标定位置，则通过获取的挖掘机同侧的两个坐标点确定通过该两点坐标的直线，根据直线方程确定挖掘机该侧的电子围墙墙面的位置。

本实施例中，电子围墙配置方法利用标定点的坐标确定电子围墙墙面的位置，相较于基于回转角度的电子围墙，利用本发明提出的方法配置的电子围墙包围的区域更大，当挖掘机工作装置(包括铲斗、斗杆、动臂等)的姿态发生变化时，挖掘机可以转动更大的角度，以获取更大的工作范围，进而提高作业效率。

实施例二

图4是实施例中的一种电子围墙示意图，参考图4，作为一种可选方案，本实施例中，挖掘机的上转台处于标定位置时，确定标定点与下转台轴线间的垂直距离，作为坐标的横坐标，确定与轴线平行且间距与横坐标相同的平面区域，将平面区域配置为位于挖掘机一侧或两侧的电子围墙的墙面。

示例性的，若在挖掘机的作业范围内，障碍物(例如一建筑物的墙体)位于挖掘机的一侧，则可以仅通过一个标定位置确定电子围墙的位置，示例性的，以障碍物为墙体为例，电子围墙的配置过程包括：

步骤1.调整挖掘机的位置，使挖掘机的下转台相对墙体平行。

步骤2.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗伸至相对于挖掘机主体最远的位置。

步骤3.控制挖掘上转台向墙体一侧旋转，直至铲斗的末端(标定点)靠近墙体。

步骤4.控制器确定标定点与下转台轴线间的垂直距离，确定与轴线平行且间距与横坐标相同的平面区域，将平面区域配置为位于挖掘机两侧的电子围墙的墙面。

示例性的，本步骤中，挖掘机上可以配置有若干测量传感器，例如角度传感器，控制器通过挖掘机的机械设计参数以及各运动部件的旋转角度可以推算出铲斗上选定标定点与下转台轴线间的垂直距离；铲斗上也可以配置定位装置，控制器通过定位装置确定铲斗的位置坐标，进而确定标定点与下转台轴线间的垂直距离。确定位于墙体一侧的电子围墙的墙面位置后，控制器将与该墙面相对回转中心对称的区域作为挖掘机另一侧的电子围墙的墙面。

示例性的，若在挖掘机的作业范围内，障碍物(例如一建筑物的墙体)位于挖掘机的两侧，则可以在挖掘机每侧墙体位置各通过一个标定位置确定电子围墙的位置，示例性的，以障碍物为墙体为例，电子围墙的配置过程包括：

步骤1.调整挖掘机的位置，使挖掘机的下转台相对墙体平行。

步骤2.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗伸至相对于挖掘机主体最远的位置。

步骤3.控制挖掘上转台向右侧旋转，直至铲斗的右角点靠近挖掘机右侧的墙体。

示例性的，本步骤中，铲斗最前端的右角点为第一标定点，挖掘机上转台停止转动时处于的位置为第一标定位置。

步骤4.控制器确定上转台与下转台间的第一旋转角度，确定第一标定点与回转中心间的第一距离，通过第一距离与第一旋转角度确定第一标定点与下转台轴线间的第一垂直距离，作为第一横坐标，将与轴线平行且间距与第一横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第一墙面。

示例性的，本步骤中，挖掘机上配置有若干角度传感器，控制器通过挖掘机的机械设计参数以及各运动部件的旋转角度推算出铲斗上选定标定点与下转台轴线间的垂直距离。

步骤5.控制挖掘上转台向左侧旋转，直至铲斗的左角点靠近挖掘机左侧的墙体。

示例性的，本步骤中，铲斗最前端的左角点为第二标定点，挖掘机上转台停止转动时处于的位置为第二标定位置。

步骤6.控制器确定上转台与下转台间的第二旋转角度，确定第二标定点与回转中心间的第二距离，通过第二距离与第一旋转角度确定第二标定点与下转台轴线间的第二垂直距离，作为第二横坐标，将与轴线平行且间距与第二横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第二墙面。

示例性的，本步骤中，第二横坐标的计算方式与步骤4中的计算方式相同。

本实施例中，通过挖掘机一侧的一个标定位置确定位于挖掘机该侧的，电子围墙墙面的位置，电子围墙配置便捷。电子围墙配置过程中，利用标定点的横坐标确定电子围墙墙面的位置，相较于基于回转角度的电子围墙，利用本实施例提出的方法配置的电子围墙包围的区域更大，当挖掘机工作装置的姿态发生变化时，挖掘机可以转动更大的角度，以获取更大的工作范围。

作为一种可实施方案，在上述各步骤的基础上，电子围墙可以包括外墙面和内墙面，根据坐标确定电子围墙墙面的位置包括：确定标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据坐标确定外墙面以及内墙面的位置。

示例性的，以障碍物(例如一建筑物的墙体)位于挖掘机的一侧的情况为例，控制器确定标定点与下转台轴线间的垂直距离后，首先确定与轴线平行且间距与横坐标相同的平面区域，将该平面区域配置为位于挖掘机两侧的外墙面，随后控制器将标定点与下转台轴线间的垂直距离向回转中心方向平移一段距离，将与轴线平行且间距与平移后的垂直距离相同的平面区域配置为挖掘机两侧的内墙面。

示例性的，外墙面和内墙面之间的区域可以作为铲斗的减速控制区，当工作装置中的某一部件位于减速控制区内时，控制器可以限制上转台以较慢的转速转动，进而避免挖掘机靠近外墙面时，由于上转台在高速运动状态下急停而产生的冲击。

实施例三

图5是实施例中的另一种电子围墙示意图，参考图5，作为一种可选方案，本实施例中，通过位于挖掘机一侧的两个标定位置确定位于挖掘机该侧的电子围墙墙面位置。

示例性的，电子围墙的配置过程包括：

步骤1.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗伸至相对于挖掘机主体最远的位置。

步骤2.控制挖掘机上转台向一侧障碍物旋转，直至铲斗的末端靠近障碍物。

示例性的，本步骤中若上转台向右旋转，则铲斗最前端的右角点为标定点，上转台停止旋转时的位置为第一标定位置；若上转台向左旋转，则铲斗最前端的左角点为标定点，上转台停止旋转时的位置为第一标定位置。

步骤3.挖掘机的上转台处于第一标定位置时，确定上转台与下转台间的第一旋转角度，确定标定点与回转中心间的第一距离，通过第一距离与第一旋转角度确定标定点在挖掘机坐标系下的第一坐标。

示例性的，本步骤中挖掘机坐标系的定义方式与图3所示的内容相同，挖掘机上配置有若干角度传感器，控制器通过挖掘机的机械设计参数以及各运动部件的旋转角度推算出铲斗上选定标定点与挖掘机坐标系x轴和y轴间的垂直距离，进而确定第一标定位置时标定点的坐标，即第一坐标。

步骤4.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗缩至相对于挖掘机主体最近的位置。

步骤5.控制挖掘机上转台旋转，直至铲斗的末端靠近该侧障碍物的另一位置。

本步骤中，上转台停止旋转时的位置为第二标定位置。

步骤6.挖掘机的上转台处于第二标定位置时，确定上转台与下转台间的第二旋转角度，确定标定点与回转中心间的第二距离，通过第二距离与第二旋转角度确定标定点在挖掘机坐标系下的第二坐标。

本步骤中，第二坐标的计算方式与步骤3中采用的方式相同。

步骤7.根据第一坐标以及第二坐标确定电子围墙墙面的位置。

示例性的，通过第一坐标和第二坐标可以构建挖掘机坐标系中的一直线方程，通过该直线方程可以确定挖掘机一侧的电子围墙墙面的位置，挖掘机另一侧的电子围墙的位置可以利用上述墙面沿y轴对称的方式获取，也可以在挖掘机的另一侧选定另外两个标定位置，再求取该侧的电子围墙墙面，其过程与上述步骤相似，包括：

步骤7.1.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗恢复至初始位置，再调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗伸至相对于挖掘机主体最远的位置。

步骤7.2.控制挖掘机上转台向另一侧障碍物旋转，直至铲斗的末端靠近障碍物。

本步骤中，上转台停止旋转时的位置为第三标定位置。

步骤7.3.挖掘机的上转台处于第三标定位置时，确定上转台与下转台间的第三旋转角度，确定标定点与回转中心间的第三距离，通过第三距离与第三旋转角度确定标定点在挖掘机坐标系下的第三坐标。

步骤7.4.调整挖掘机斗杆、动臂以及铲斗的姿态，使铲斗缩至相对于挖掘机主体最近的位置。

步骤7.5.控制挖掘机上转台旋转，直至铲斗的末端靠近该侧障碍物的另一位置。

本步骤中，上转台停止旋转时的位置为第四标定位置。

步骤7.6.挖掘机的上转台处于第四标定位置时，确定上转台与下转台间的第四旋转角度，确定标定点与回转中心间的第四距离，通过第四距离与第四旋转角度确定标定点在挖掘机坐标系下的第四坐标。

步骤7.7.根据第三坐标以及第四坐标确定该侧电子围墙墙面的位置。

作为一种可实施方案，在上述各步骤的基础上，电子围墙可以包括外墙面和内墙面，根据坐标确定电子围墙墙面的位置包括：确定标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据坐标确定外墙面以及内墙面的位置。

本实施例中，通过挖掘机一侧的两个标定位置确定位于挖掘机该侧的，电子围墙墙面的位置，无需刻意调整挖掘机的位置。电子围墙配置过程中，利用标定点的坐标确定电子围墙墙面的位置，相较于基于回转角度的电子围墙，利用本实施例提出的方法配置的电子围墙包围的区域更大，准确性更高。

示例性的，控制器确定挖掘机一侧的直线方程后，将与该直线方程对应的平面区域配置为挖掘机该侧的外墙面，随后控制器将该直线方程沿挖掘机坐标系x轴的方向平移平移一段距离，将与平移后的直线方程相对应的平面区域配置为挖掘机该侧的内墙面。

其中外墙面与内墙面的作用和有益效果与实施例二中记载的内容相同。

实施例四

本实施例提出一种挖掘机控制器，控制器用于配置电子围墙以及根据电子围墙限定挖掘机的工作范围，配置电子围墙包括：

挖掘机的上转台处于标定位置时，控制器确定挖掘机铲斗的标定点；

控制器确定标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，墙面为平面。

本实施例中，控制器可以实现实施例一至三记载的任意电子围墙配置方法，且起到的有益效果相同，在此不再赘述。

作为一种可实施方案，本实施例中，控制器根据电子围墙限定挖掘机的工作范围包括：

控制器将上转台处于标定位置时的挖掘机坐标系作为电子围墙坐标系，确定标定点在电子围墙坐标系下的运动坐标，根据运动坐标的横坐标确定挖掘机的工作范围是否超过电子围墙。

示例性的，本实施例中，电子围墙的位置相对于进行标定时的挖掘机坐标系固定，无论挖掘机进行作业时是否移动，控制器均计算出标定点在电子围墙坐标系下的运行坐标，再根据运动坐标的横坐标确定挖掘机的工作范围是否超过电子围墙。

示例性的，挖掘机控制器也可以将电子围墙坐标系转换至大地坐标系中，挖掘机运动时，控制器首先计算出标定点在当前挖掘机坐标系下的坐标，再将坐标转换至大地坐标系中，在大地坐标系下，根据标定点的横坐标确定挖掘机的工作范围是否超过电子围墙所限定的区域。

示例性的，以障碍物(例如一建筑物的墙体)位于挖掘机的一侧情形为例，若进行标定时挖掘机下转台相对墙体平行，挖掘作业时，下转台不移动或旋转，则控制器的控制过程包括：

步骤1.控制器计算出铲斗移动时，标定点与挖掘机坐标系y轴间的垂直距离。

示例性的，本步骤中，控制器可以根据上转台和下转台之间的相对旋转角度，确定标定点是铲斗前端的右角点或者左角点。

步骤2.控制器将步骤1中计算出的垂直距离和电子围墙墙面与挖掘机坐标系y轴间距离进行比较。若铲斗横向移动至贴近电子围墙的墙面，则控制器锁定挖掘机的操作杆。

示例性的，本步骤中，若标定点为左角点，则控制器将左角点与挖掘机坐标系y轴间的垂直距离和左墙面与挖掘机坐标系y轴间的距离进行比较，若标定点为右角点，则控制器将右角点与挖掘机坐标系y轴间的垂直距离和右墙面与挖掘机坐标系y轴间的距离进行比较。

示例性的，若电子围墙包含外墙面和内墙面，则本步骤中，控制器的控制过程包括：控制器将步骤1中计算出的垂直距离和内墙面与挖掘机坐标系y轴间距离进行比较，若铲斗横向移动至内墙面和外墙面之间的减速控制区，则控制器限定上转台的旋转速度，若铲斗横向移动至贴近外墙面，则控制器锁定挖掘机的操作杆。

挖掘作业时，若下转台移动或旋转，则控制器可以计算出铲斗移动时标定点在当前挖掘机坐标系下的坐标，根据当前回转中心点和标定时回转中心点的相对位置关系，将当前挖掘机坐标系下标定点坐标转换至电子围墙坐标系中，进而确定铲斗移动时标定点与电子围墙坐标系y轴间的垂直距离，若在电子围墙坐标系下，铲斗横向移动至贴近电子围墙的墙面，则控制器锁定挖掘机的操作杆。

若配置电子围墙时，通过挖掘机一侧的两个标定位置确定该侧电子围墙墙面的位置，则挖掘作业时，控制器的控制过程包括：

步骤1.控制器计算出铲斗移动时标定点在当前挖掘机坐标系下的坐标。

步骤2.控制器根据当前挖掘机坐标系和标定时挖掘机坐标系的相对位置关系，将当前挖掘机坐标系下标定点坐标转换至电子围墙坐标系中。

示例性的，挖掘机的下转台上可以配置惯性导航装置，控制器根据惯性导航装置提供的角加速度和加速度确定当前挖掘机坐标系和标定时挖掘机坐标系的相对位置关系。

步骤3.基于步骤2计算出的，电子围墙坐标系中的标定点坐标，若在电子围墙坐标系下，铲斗横向移动至贴近电子围墙的墙面，则控制器锁定挖掘机的操作杆。

示例性的，以上转台向右旋转为例，本步骤中，将标定点坐标的横坐标带入到电子围墙右墙面对应的直线方程中，若求出的数值大于标定点坐标的纵坐标，则说明铲斗未超过电子围墙所限定的区域，若求出的数值小于标定点坐标的纵坐标，则说明铲斗超过电子围墙所限定的区域。

示例性的，若电子围墙包含外墙面和内墙面，则本步骤中，控制器的控制过程包括：控制器将标定点坐标的横坐标带入到内墙面和外墙面对应的直线方程中，若根据内墙面直线方程求出的数值小于标定点坐标的纵坐标且根据外墙面直线方程求出的数值大于标定点坐标的纵坐标，则说明铲斗横向移动至内墙面和外墙面之间的减速控制区，控制器限定上转台的旋转速度，若根据外墙面直线方程求出的数值略大于标定点坐标的纵坐标，则控制器锁定挖掘机的操作杆。

示例性的，本实施例中，控制器还可以根据工作装置其余部件，例如斗杆、动臂上配置的角度传感器提供的角度信息，以及挖掘机的机械设计参数计算出工作装置上其余部件上选定的位置点在电子围墙坐标系下的运行坐标，进而判断工作装置中的各部件的运动位置是否超过电子围墙，其具体的计算方式以及控制策略与针对铲斗的计算方式以及控制策略相同。

作为一种可实施方案，在上述步骤的基础上，挖掘机控制器还用于接收配重参数，根据电子围墙限定挖掘机的工作范围还包括：

控制器根据配重参数确定配重标定点，确定配重标定点在电子围墙坐标系下的配重坐标，根据运动坐标以及配重坐标的横坐标确定挖掘机的工作范围是否超过所述电子围墙。示例性的，配重参数由人工输入。

示例性的，本方案适用于以障碍物位于挖掘机的一侧，且通过挖掘机一侧的标定位置确定挖掘机两侧电子围墙墙面的情形。例如障碍物位于挖掘机的右侧，确定电子围墙时，仅控制上转台向右转动，以确定挖掘机右侧的电子围墙墙面，挖掘机左侧的电子围墙墙面通过对称的方式获得。进行实际的挖掘作业中，控制器还实时计算配重在电子围墙坐标系下的配重坐标，当挖掘机的上转台向左转动时，控制器根据配重坐标判定配重是否横向移动至贴近电子围墙的墙面，以避免配重的运动范围超过电子围墙所包含的区域。

本实施例中，控制器根据铲斗与电子围墙的垂直距离判定铲斗的运动是否超出设定的范围，相较于基于固定回转角度判定的方式，配置本实施例中提出的控制器的挖掘机在电子围墙的范内可以获取更大的工作范围，可以提高作业效率。

实施例五

本实施例提出一种挖掘机，挖掘机配置有实施例四记载的挖掘机控制器，挖掘机的有益效果与实施例一至四中记载的相应内容相同。

图6是实施例中的挖掘机结构示意图，参考图6，挖掘机配置有第一角度传感器1、第二角度传感器2、第三角度传感器3以及第四角度传感器4。

第一角度传感器1用于采集铲斗的运动角度，第二角度传感器2用于采集铲斗杆的运动角度，第三角度传感器3用于采集动臂的运动角度，第四角度传感器用于采集上转台与下转台件的相对旋转角度。

第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器与控制器通信连接，控制器配置为根据第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器采集的运动角度确定铲斗的运动位置。

示例性的，通过第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器提供的角度信息以及挖掘机铲斗、铲斗杆、动臂的机械设计参数，控制器可以计算出铲斗前端的标定点(或者斗杆、动臂选定点)相对于回转中心点之间的平面直线距离，通过第四角度传感器提供的角度信息，控制器可以得出铲斗标定点(或者斗杆、动臂选定点、配重选定点)与回转中心点的连线与挖掘机坐标系y轴的相对角度，通过上述直线距离和相对角度，控制器可以计算出标定点(或选定点)在挖掘机坐标系下的坐标。

作为一种可实施方案，挖掘机还配置有定位装置，控制器根据定位装置的定位信息确定挖掘机的运动位置。

示例性的，定位装置可以是室内定位装置、惯性导航装置或GNSS，定位装置配置在挖掘机的主体上，根据定位装置提供的坐标信息，控制器可以得出标定时的挖掘机坐标系和挖掘机运动时当前的挖掘机坐标系之间的相对关系，以便于控制器将当前挖掘机坐标系下的标定点坐标转换至电子围墙坐标系中。

示例性的，根据定位装置提供的坐标信息，控制器也可以将电子围墙坐标系以及当前的挖掘机坐标系转换至大地坐标系中，以当挖掘机运动时，在大地坐标系下判定挖掘机的工作范围是否在电子围墙内。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，包括：

挖掘机的上转台处于标定位置时，确定挖掘机铲斗的标定点；

确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，所述挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，所述墙面为平面。

2.如权利要求1所述的挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，

挖掘机的上转台处于标定位置时，确定所述标定点与所述下转台轴线间的垂直距离，作为所述坐标的横坐标，

确定与所述轴线平行且间距与所述横坐标相同的平面区域，将所述平面区域配置为位于所述挖掘机一侧或两侧的电子围墙的墙面。

3.如权利要求2所述的挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，所述标定位置包括第一标定位置和第二标定位置，所述铲斗包括第一标定点和第二标定点，

挖掘机的上转台处于第一标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第一旋转角度，确定第一标定点与所述回转中心间的第一距离，通过所述第一距离与所述第一旋转角度确定所述第一标定点与所述下转台轴线间的第一垂直距离，作为第一横坐标，

将与所述轴线平行且间距与所述第一横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第一墙面，

挖掘机的上转台处于第二标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第二旋转角度，确定第二标定点与所述回转中心间的第二距离，通过所述第二距离与所述第二旋转角度确定所述第二标定点与所述下转台轴线间的第二垂直距离，作为第二横坐标，

将与所述轴线平行且间距与所述第二横坐标相同的平面区域配置为电子围墙的第二墙面。

4.如权利要求1所述的挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，所述电子围墙包括外墙面和内墙面，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置包括：

确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定所述外墙面以及内墙面的位置。

5.如权利要求1所述的挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，所述标定位置包括第一标定位置和第二标定位置，

挖掘机的上转台处于第一标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第一旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第一距离，通过所述第一距离与所述第一旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第一坐标，

挖掘机的上转台处于第二标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第二旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第二距离，通过所述第二距离与所述第二旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第二坐标，

根据所述第一坐标以及第二坐标确定所述电子围墙墙面的位置。

6.如权利要求5所述的挖掘机电子围墙配置方法，其特征在于，所述标定位置还包括第三标定位置和第四标定位置，所述电子围墙包括第一墙面和第二墙面，

根据所述第一坐标以及第二坐标确定所述第一墙面的位置，

挖掘机的上转台处于第三标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第三旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第三距离，通过所述第三距离与所述第三旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第三坐标，

挖掘机的上转台处于第四标定位置时，确定所述上转台与所述下转台间的第四旋转角度，确定所述标定点与所述回转中心间的第四距离，通过所述第四距离与所述第四旋转角度确定所述标定点在所述挖掘机坐标系下的第四坐标，

根据所述第三坐标以及第四坐标确定所述第二墙面的位置。

7.一种挖掘机控制器，其特征在于，挖掘机控制器用于配置电子围墙以及根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围，配置电子围墙包括：

挖掘机的上转台处于标定位置时，挖掘机控制器确定挖掘机铲斗的标定点；

挖掘机控制器确定所述标定点在挖掘机坐标系下的坐标，根据所述坐标确定电子围墙墙面的位置，其中，所述挖掘机坐标系的坐标原点为连接挖掘机上转台与下转台的回转中心点，所述墙面为平面。

8.如权利要求7所述的挖掘机控制器，其特征在于，根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围包括：

所述挖掘机控制器将所述上转台处于标定位置时的所述挖掘机坐标系作为电子围墙坐标系，确定所述标定点在所述电子围墙坐标系下的运动坐标，根据所述运动坐标的横坐标确定所述挖掘机的工作范围是否超过所述电子围墙。

9.如权利要求8所述的挖掘机控制器，其特征在于，所述挖掘机控制器还用于接收配重参数，根据所述电子围墙限定挖掘机的工作范围还包括：

所述挖掘机控制器根据所述配重参数确定配重标定点，确定所述配重标定点在所述电子围墙坐标系下的配重坐标，

根据所述运动坐标以及配重坐标的横坐标确定所述挖掘机的工作范围是否超过所述电子围墙。

10.一种挖掘机，其特征在于，挖掘机配置有权利要求7至9所述的任一挖掘机控制器。

11.如权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机配置有第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器，

所述第一角度传感器用于采集铲斗的运动角度，所述第二角度传感器用于采集铲斗杆的运动角度，所述第三角度传感器用于采集动臂的运动角度，所述第四角度传感器用于采集上转台与下转台件的相对旋转角度，

所述挖掘机控制器配置为根据所述第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器以及第四角度传感器采集的运动角度确定所述铲斗的运动位置。

12.如权利要求10所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机还配置有定位装置，

所述挖掘机控制器根据所述定位装置的定位信息确定所述挖掘机的运动位置。

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