CN111945799A - 挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量的测量方法，尤其涉及一种能够用传感器获取装载于铲斗的沙土的形状，并基于用所述传感器获取的沙土的形状图像或点群数据来推定铲斗的沙土量的数值、几何建模方法。

Description

挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量的测量方法
技术领域
本发明涉及一种挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量的测量方法。
背景技术
作为主要挖掘沙土的装备，挖掘机是能够进行沙土装载、建筑物基础作业、宅地建造作业及货物装载等多种作业的工程机械。
通常，挖掘机构成为在液压油箱吸入的液压油从主泵排出并基于控制杆手柄的操作通过作为方向转换阀的控制阀被供应至安装在挖掘机的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸来启动驱动器部，即动臂、斗杆、铲斗等，从而能够进行期望的作业。
由于挖掘环境非常恶劣、危险，逐渐积极展开对智能型挖掘机的研究，所述智能型挖掘机利用规定的控制算法来自动地进行控制，而不是利用作业者的手动操作来进行控制。
利用这样的智能型挖掘机的挖掘作业自动化及无人化系统构成为，在作业过程中不实施铲斗沙土量的测量，而是将既定的作业区域按照挖掘机的规格分为多个区段(Section)(分区，Cell)，并按照预先定义并编程的铲斗的路径(trajectory)反复既定的挖掘次数。
该方法虽然有着算法简单的有点，但在结束自动作业后，结果有可能会与作业计划不同，且作业效率也可能低于人工直接作业的结果。
其原因是，由于只依赖于程序化的铲斗的路径来进行控制，在铲斗未被最大限度地隆装的状态下，结束一次挖掘后，作业量可能未达成。相反，也可能发生尽管铲斗被最大限度地隆装但未结束一次挖掘而导致超过铲斗的容积的沙土塌落，因而只会浪费时间和燃料的情况。在最坏的情况下，还可能只有铲斗在空中进行动作而实际挖掘却没有进行，或者，因过度的负荷反复施作用而对挖掘机造成负面影响。
即，前述方法的问题在于，在未掌握当前挖掘状态的状况下，仅依赖于所编程的铲斗的路径反复既定的挖掘次数来进行作业。
前述背景技术是虽然发明人为导出本发明而持有但却是在本发明的导出过程中习得的技术信息，因而并不能视为在申请本发明之前对一般的公众公开的公知技术。
发明内容
技术问题
本发明为解决前述问题而提出，其目的在于，向挖掘机的自动化、无人化系统提供每次挖掘时的铲斗的沙土量，以便能够基于所述铲斗的沙土量主动地修改动臂、斗杆、铲斗的路径，并能够对作业计划和当前进行率进行比较。
此外，本发明的目的在于，提供一种能够用传感器获取装载于铲斗的沙土的形状，并基于用所述传感器获取的沙土的形状图像或点群数据来推定铲斗的沙土量的数值、几何建模的方法。
技术方案
作为用于解决前述课题的方案，本发明包括具有如下特征的实施例。
本发明的实施例提供一种铲斗沙土量的测量方法，用于测量挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量，所述铲斗沙土量的测量方法的特征在于，包括：准备获取沙土的装载形状的准备步骤；用传感器获取装载于所述铲斗的沙土的装载形状的装载形状获取步骤；以及由所述沙土的装载形状计算沙土量的沙土量计算步骤。
其中，所述准备步骤包括：接收所述挖掘机的动臂、斗杆、以及铲斗的位置的步骤；以及确认所述动臂、斗杆、以及铲斗的位置是否达到预先设定的位置的位置确认步骤。
其中，所述沙土量计算步骤包括：判断所述铲斗的沙土量是否超过平装状态的超过平装判断步骤。
其中，所述沙土量计算步骤包括：当所述铲斗的沙土量为平装状态以下时，基于铲斗内沙土的平均高度所对应的对照表来计算所述铲斗的所述沙土量的体积(volume)，并将沙土量的体积与铲斗体积进行比较来计算比率(％)。
其中，所述沙土量计算步骤包括：当所述铲斗的沙土量超过平装状态时，对超过平装部分的沙土采用几何模型来计算沙土的体积(volume)，对其余沙土计算平装满载时沙土的体积，并对所述超过平装部分的沙土和其余沙土的体积进行加法计算来计算沙土的总体积；以及将沙土的总体积与隆装状态下的标准满载体积进行比较来计算比率(％)。
此外，本发明的实施例还提供一种对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法，其特征在于，包括：接收地形信息及挖掘机的作业计划的步骤；将所述挖掘机的路径(trajectory)设定为初始值的步骤；在每次挖掘时测量铲斗的沙土量的步骤；基于所述铲斗的沙土量，当所述铲斗的沙土量超过最大隆装沙土量(V_max)或未达到最小隆装沙土量(V_min)时，决定用于进行最优隆装的最优的动臂、斗杆或铲斗的路径(trajectory)的挖掘路径修改步骤；更新当前地形信息的步骤；判断挖掘作业是否相对于作业计划达到目标量的进行率判断步骤；以及当未达到所述目标量时，更新作业现况及作业计划的步骤。
此外，本发明的实施例还提供一种自动挖掘机，其特征在于，包括：上部体，其具备驾驶员能够搭乘的驾驶室和能够安装动力产生装置的内部空间；下部体，其从所述动力产生装置接收动力来进行驱动；前部作业装置，其具备从所述上部体延伸的动臂、结合于所述动臂的一端的斗杆、以及结合于所述斗杆的一端的铲斗来执行作业；控制装置，其自动地控制所述前部作业装置；通信装置，其用于远程地接收或传输数据；以及传感器，其安装于所述驾驶室或所述前部作业装置，并能够识别地形和障碍物。
其中，所述传感器获取在所述前部作业装置进行挖掘作业过程中装载于铲斗的沙土的装载形状，所述控制装置利用所述传感器获取的所述装载形状来计算装载于铲斗的沙土量后，利用计算出的沙土量信息来控制所述前部作业装置。
其中，所述挖掘机通过所述通信装置预先接收地形信息及挖掘机的作业计划，以进行自动挖掘程序。
其中，所述传感器选自电磁波传感器或摄像头传感器中的至少一个。
其中，当计算出的铲斗的沙土量未达到预先设定的值时，所述控制装置修改之前的挖掘路径。
其中，所述控制装置利用所述传感器获取的信息来区分装载于铲斗的沙土的种类，并基于所述沙土的种类来控制所述前部作业装置。
发明的效果
本发明具有如下效果：能够用传感器获取装载于铲斗的沙土的形状，并基于用所述传感器获取的沙土的形状图像或点群数据来推定铲斗的沙土量。
此外，本发明还具有如下效果：向挖掘机的自动化、无人化系统提供每次挖掘时的铲斗的沙土量，以便能够基于所述铲斗的沙土量主动地修改动臂、斗杆、铲斗的路径，并能够对作业计划和当前进行率进行比较。
此外，本发明还具有如下效果：向挖掘机的无人自动化系统提供铲斗的沙土量，以便在每次挖掘时维持最优的隆装状态，并抑制对挖掘机施加过负荷的问题的发生，且能够消耗对每个作业的最小限度的时间和燃料，从而能够有效地执行无人自动化挖掘机的运营。
附图说明
图1是图示挖掘机的侧面图。
图2是本发明的一实施例的关于对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法的顺序图。
图3是本发明的一实施例的关于测量挖掘机铲斗的沙土量的方法的顺序图。
图4是本发明的一实施例的通过三维传感器获取到的沙土隆装于挖掘机铲斗的状态下的正面图。
图5是通过三维传感器获取到的图4的平面图。
图6是本发明的一实施例的通过三维传感器获取到的沙土平装于挖掘机铲斗的状态下的正面图。
图7是通过三维传感器获取到的图6的平面图。
图8是本发明的一实施例的通过三维传感器获取到的装载于挖掘机铲斗的沙土未达到平装状态的状态下的平面图。
图9是图4的另一例，示出隆装于挖掘机铲斗的沙土为泥土的情况的正面图。
符号说明
100：上部体，110：驾驶室，200：前部作业装置，50：斗杆，70：铲斗，300：下部体。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1是本发明的一实施例的挖掘机的立体图。
作为主要挖掘沙土的装备，挖掘机是能够进行沙土装载、建筑物基础作业、宅地建造作业及货物装载等多种作业的工程机械。
参照图1，挖掘机包括上部体100、前部作业装置200、以及下部体300。
所述上部体100内置有驾驶员能够搭乘而进行操作的驾驶室110，并具备能够安装动力产生装置(未图示)的内部空间(未图示)。
如图1所图示，所述上部体100可以在靠近作业区域的部分具备驾驶室110。作为挖掘机进行作业的空间，作业区域位于挖掘机的前方。
所述前部作业装置200安装于所述上部体100的上面，是用于进行土地挖掘或荷重较大的物体的搬运等作业的装置。
所述前部作业装置200包括能够旋转地结合于所述上部体100的动臂、使所述动臂旋转的动臂缸、能够旋转地结合于所述动臂的前端部的斗杆、使所述斗杆旋转的斗杆缸、能够旋转地结合于所述斗杆的前端部的铲斗、使所述铲斗旋转的铲斗缸。在挖掘机进行作业时，可以在动臂的一端、斗杆的一端以及铲斗的一端分别单个地进行旋转运动，因而可以使所述铲斗能够到达的区域最大化。
所述动臂可以向远离所述上部体20的方向延伸形成。另外，所述动臂可以包括与所述上部体100铰链结合的一端部、与所述斗杆铰链结合的另一端部、以及介于所述动臂的一端部与所述动臂的另一端部之间的中端部。
这里，所述动臂的另一端部从所述动臂的一端部向所述铲斗侧弯曲，即，形成为所述动臂的另一端部与地面之间的锐角的角度小于所述动臂的一端部与地面之间的锐角的角度，所述动臂的中端部可以以横贯所述动臂的一端部和所述动臂的另一端部的虚拟轴为基准位于所述铲斗的相反侧。
所述动臂缸可以以所述动臂为基准形成于重力方向侧。另外，所述动臂缸的一端部铰链结合于所述上部体。
所述斗杆可以单向地延伸形成。另外，所述斗杆可以包括与所述动臂的另一端部铰链结合的一端部、以及与所述铲斗铰链结合的另一端部。
所述斗杆缸可以以所述动臂为基准形成于重力的反方向侧。另外，所述铲斗缸还可以包括铲斗缸杆，该铲斗缸杆的一端部能够往复运动地结合于所述铲斗缸筒，且另一端部铰链结合于所述铲斗的链接部。
这样的结构的挖掘机通过利用所述动臂缸操作所述动臂、利用所述斗杆缸操作所述斗杆、以及利用所述铲斗缸操作所述铲斗来实施挖地或铲地等作业。
所述下部体300结合于所述上部体100的下面。所述下部体300包括行驶体，该行驶体形成为使用轮的轮式或使用无线轨道的履带式。
所述下部体300可以形成为使用轮的轮式或使用无线轨道的履带式。
在本发明中，挖掘机可以无人自动化地执行作业和行驶，可以在所述上部体100贴设多个传感器。
所述传感器可以获取在所述前部作业装置进行挖掘作业的过程中装载于铲斗的沙土的装载形状。此外，所述传感器可以构成为电磁波传感器、摄像头传感器或超声波传感器，也可以构成为这些的组合。在本发明中，装载形状利用于测量铲斗的沙土量，优选所述沙土的装载形状为三维影像信息。所述传感器优选为三维传感器，但不限于此，且不排除可以汇总二维传感器获取的信息来获得三维影像信息的情况。下面以三维传感器为基准进行说明。
所述挖掘机可以具备用于从外部系统远程地接收数据或传输数据的通信装置。
所述挖掘机可以通过所述通信装置来预先接收地形信息或挖掘机的作业计划，以进行自动挖掘程序。所述挖掘机包括控制装置，该控制装置利用通过通信装置接收的地形信息或挖掘机的作业计划和所述传感器获取的信息来自动地控制所述前部作业装置200。
图2是本发明的一实施例的关于对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法的顺序图。
下面参照图2进行说明。对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法包括：接收地形信息及挖掘机的作业计划的步骤(S100)；将挖掘机的路径(trajectory)设定为初始值的步骤(S200)；所述挖掘机按照所设定的挖掘路径实施挖掘作业的步骤(S300)；由三维传感器测量铲斗的沙土量，并计算沙土量的步骤(S400)；更新当前地形信息的步骤(S500)；所述挖掘机旋回并在装车作业之后返回的步骤(S600)；基于所述铲斗的沙土量来判断所述铲斗的沙土量是否合适的步骤(S700)；当所述铲斗的沙土量超过最大隆装沙土量(V_max)或未达到最小隆装沙土量(V_min)时，决定用于进行最优隆装的最优的动臂、斗杆或铲斗的路径(trajectory)的挖掘路径修改步骤(S750)；判断挖掘作业是否相对于作业计划达到目标量的进行率判断步骤(S800)；以及当未达到所述目标量时，更新作业现况及作业计划的步骤(S850)。
所述接收地形信息及挖掘机的作业计划的步骤(S100)是智能型挖掘机为进行无人自动化挖掘程序而接收地形信息及挖掘机的作业计划的步骤。地形信息由另外的机构测量，且测量到的信息通过通信装置被挖掘机接收并进行共享。地形信息可以由作为电磁波传感器的一种的光雷达(Lidar)传感器测量并获取。
作为下一步骤，将所述挖掘机的路径(trajectory)设定为初始值的步骤(S200)是将智能型挖掘机的动臂、斗杆或铲斗的路径设定为初始值的步骤。
作为下一步骤，所述挖掘机按照所设定的挖掘路径实施挖掘作业的步骤(S300)是所述智能型挖掘机按照所设定的挖掘路径无人自动化地实施挖掘作业的步骤。
作为下一步骤，利用三维传感器测量铲斗的沙土量，并计算沙土量的步骤(S400)是利用贴设于所述智能型挖掘机的三维传感器在每次挖掘时测量并计算铲斗的沙土量的步骤。关于在每次挖掘时测量铲斗的沙土量的方法，将在后面进行描述。此外，铲斗的沙土量及沙土物的种类也可以由摄像头传感器推定。
本发明所具有的优点在于，在每次挖掘时测量铲斗的沙土量，并提供测量到的沙土量的信息，以便能够基于所述铲斗的沙土量主动地修改动臂、斗杆、铲斗的路径，并且，对作业计划和当前进行率进行比较，并更新作业计划，从而能够有效地进行挖掘作业。
作为下一步骤，更新当前地形信息的步骤(S500)是更新根据挖掘机的挖掘作业而发生变化的当前地形信息的步骤。地形信息由另外的机构测量，且测量到的信息通过通信装置被挖掘机接收并进行共享。地形信息可以由三维光雷达(Lidar)传感器测量并获取。通过每次挖掘时更新当前地形信息，可以判断是否相对于作业计划达到目标量。
挖掘机旋回并在装车作业之后返回的步骤(S600)是所述挖掘机旋回而对挖掘的沙土进行装车作业之后返回至原位置后等待下一挖掘，以再进行挖掘作业的步骤。
基于铲斗的沙土量来判断所述铲斗的沙土量是否合适的步骤(S700)用于使所述挖掘机的挖掘作业的效率性最大化，其中，将铲斗的沙土量与最大隆装沙土量(V_max)及最小隆装沙土量(V_min)进行比较，以使铲斗的沙土量能够在所述最大隆装沙土量(V_max)和所述最小隆装沙土量(V_min)的范围内维持最优隆装状态。
另一方面，根据挖掘对象物的种类，可以相对地改变最大隆装沙土量(V_max)及最小隆装沙土量(V_min)的值。例如，挖掘对象物可以是土壤材质、砾石、沙子、金属等多样的种类的物质。因此，根据挖掘对象物的种类所对应的最大隆装沙土量(V_max)及最小隆装沙土量(V_min)的值可以设定得不同，且可以在控制装置中预先存储对象物的每个种类的设定值。挖掘对象物的种类可以由用户在外部通过通信来指定对象物的种类，此外，还可以利用安装在挖掘机的传感器的值在挖掘机的控制装置自行进行判断。
在下一步骤(S750)，基于所述铲斗的沙土量，当所述铲斗的沙土量超过最大隆装沙土量(V_max)或未达到最小隆装沙土量(V_min)时，将挖掘路径修改为决定用于进行最优隆装的最优的动臂、斗杆或铲斗的路径(trajectory)。当铲斗的沙土量超过最大隆装沙土量(V_max)时，过度的负荷可能会反复作用于挖掘机而对挖掘机造成负面影响。此外，当所述铲斗的沙土量未达到最小隆装沙土量(V_min)时，挖掘机的作业效率会降低。因此，为了防止在挖掘机产生过度的负荷，并加大挖掘机的挖掘作业的效率性，有必要在最小隆装沙土量(V_min)与最大隆装沙土量(V_max)之间对铲斗的沙土量进行管理。
作为下一步骤的进行率判断步骤(S800)是判断挖掘机的挖掘作业是否相对于作业计划达到目标量的步骤。当挖掘作业相对于作业计划达到目标量时，挖掘作业结束。当挖掘作业相对于作业计划未达到目标量时，更新作业现况及作业计划(S850)。然后，基于更新后的作业现况及作业计划，挖掘机按照所设定的挖掘路径实施挖掘作业(S300)。
图3是本发明的一实施例的关于测量挖掘机铲斗的沙土量的方法的顺序图。
下面参照图3进行说明。挖掘机铲斗的沙土量的测量方法包括准备步骤、装载形状获取步骤、沙土量计算步骤。
所述准备步骤是为了以进行挖掘并装载有沙土的状态测量沙土量而接收动臂、斗杆、铲斗的位置，并确认所述动臂、斗杆、铲斗的位置是否达到预先设定的规定位置的步骤。所述准备步骤包括：接收挖掘机的动臂、斗杆、以及铲斗的位置的步骤(S410)；以及确认动臂、斗杆、铲斗的位置是否达到预先设定的位置的位置确认步骤(S420)。
所述位置确认步骤(S420)是感测前部作业装置在挖掘后进行推挤的路径来确认动臂、斗杆及铲斗的位置是否达到预先设定的规定位置的步骤。
所述动臂、斗杆、以及铲斗的位置可以通过位置传感器、角度传感器及行程传感器等的组合来测量。
此外，就位置的确认而言，可以在能够感测前部作业装置在挖掘后进行推挤的路径的位置配置传感器来获取所述动臂、斗杆、以及铲斗的位置信息。
例如，位置的确认也可以在动臂、斗杆、以及铲斗的各关节部安装角度传感器(angle sensor)来获取位置信息。在动臂、斗杆、以及铲斗的各关节部安装角度传感器，并在控制装置按前部作业装置的每个特定动作预先设定并存储安装在动臂、斗杆、以及铲斗的各关节部的角度传感器的值。在这种情况下，控制装置可以预先知道对应于能够获取铲斗的装载形状的前部作业装置的动作的各角度传感器的值，当感测到这些角度传感器的值时，可以立即进入装载形状获取步骤(S430)。
图4是沙土隆装于挖掘机铲斗的状态下的正面图，图5是图4的平面图，图6是沙土平装于挖掘机铲斗的状态下的正面图，图7是图6的平面图，图8是装载于挖掘机铲斗的沙土未达到平装状态的状态下的平面图，图9是图4的另一例，示出隆装于挖掘机铲斗的沙土为泥土的情况的正面图。图示于图4至图9的铲斗或沙土的图像示出通过三维传感器获取到的图像。
所述装载形状获取步骤(S430)是所述三维传感器获取装载于挖掘机铲斗的沙土的形状的步骤。根据装载于铲斗的沙土的量，装载于铲斗的沙土的形状可以被分类为隆装(超过平装)、平装、少于平装。
所述三维传感器可以由三维光雷达(Lidar)传感器构成。所述三维传感器可以贴设于多种位置，用以获取装载于铲斗的沙土的装载形状。例如，所述三维传感器可以贴设于挖掘机的驾驶席，以测量装载于铲斗的沙土的装载形状的正面图(front view)。此外，所述三维传感器可以贴设于动臂，以测量平面图(topview)。
图4至图5及图9图示了隆装状态，图6至图7图示了平装状态，图8图示了少于平装的状态。
沙土量计算步骤是从由三维图像传感器获取的装载于铲斗的沙土S的形状计算装载于铲斗的沙土量的步骤。在沙土量计算的步骤中，先判断是否超过平装状态再阶段性地计算沙土量。
首先，在超过平装的判断步骤(S440)中，判断装载于铲斗的沙土S是否超过平装状态。平装指将沙土S较平地装载于铲斗时的沙土S的状态。
当所述铲斗的沙土量为平装状态以下时，基于铲斗内沙土的平均高度所对应的对照表来计算所述铲斗的所述沙土量的体积(volume)。此外，将沙土量的体积与铲斗体积进行比较来计算比率(％)。
当所述铲斗的沙土量超过平装状态时，对超过平装部分的沙土采用几何模型来计算沙土的体积(volume)(S441)。参照图4，超过平装状态部分为超过所述铲斗70的平装状态的部分，其可以呈具有高度h的山的形状。几何模型可以建模为金字塔四角锥形状，其可以计算其体积(volume)。然后，与平装时沙土S的体积进行加法计算来计算总体积。平装时沙土的体积可以近似化为铲斗的体积。最后，将沙土的总体积与隆装状态下的标准满载体积进行比较来计算比率(％)。标准满载体积相当于最大隆装沙土量(V_max)。
另一方面，当铲斗的沙土量超过平装状态时，有必要根据挖掘对象物的种类用不同的方法计算沙土的体积(volume)。挖掘对象物可以是土壤材质、砾石、沙子、金属等多样的种类的物质，并且，根据挖掘对象物的种类，隆装形状可以不同。当挖掘对象物为沙子或大小较小的砾石、干土时，采用如图4所图示的几何模型也无妨。然而，泥土或岩石等可能会如图9所示那样其隆装状态呈不规则的形状，在这种情况下，若建模为金字塔四角锥形状来计算其体积(volume)，误差可能会较大。
在如图9所示的情况下，为了更准确地测量沙土量的体积(volume)，可以根据挖掘对象物的种类(沙子、泥土、砾石、岩石等)预先计算沙土量体积(volume)比率作为实验值的数据，并利用该数据来测量沙土量的体积(volume)。
尤其，若以呈不规则的形状的可能性较高的泥土的情况为例进行说明，首先根据超过铲斗的平装的形状将与之对应的沙土量体积(volume)比率构建为实验值的数据。优选对每个挖掘对象物的种类(沙子、泥土、砾石、岩石等)构建所述实验值的数据。所述数据可以存储于外部系统，并由挖掘机通过通信装置来接收。或者，所述数据也可以存储于非外部系统的所述挖掘机并进行利用。
在图9所示的情形中，在泥土的情况下，可以将显示为超过铲斗的平装的部分的形状与所述数据进行匹配，并根据匹配的形状适用沙土量体积(volume)比率来计算沙土的体积(volume)。
根据前述方法在每次挖掘时测量到的沙土量的信息被提供至无人自动化挖掘机。其结果，使无人自动化挖掘机能够基于所述铲斗的沙土量主动地修改动臂、斗杆、铲斗的路径，并通过对作业计划和当前进行率进行比较来更新作业计划，从而能够有效地进行挖掘作业。
以上描述的实施例在所有方面均应理解为是示例性的，而不是限定性的，本发明的范围由后述权利要求书体现，而不是由上述详细的描述定义，从权利要求书的意义、范围及其等价概念导出的所有变更或变形的形态均应解释为落入本发明的权利范围内。

Claims (14)

1.一种铲斗沙土量的测量方法，用于测量挖掘机的挖掘作业中的铲斗沙土量，所述铲斗沙土量的测量方法的特征在于，包括：
用传感器获取装载于所述铲斗的沙土的装载形状的装载形状获取步骤；以及
由所述沙土的装载形状计算沙土量的沙土量计算步骤。
2.根据权利要求1所述的铲斗沙土量的测量方法，其特征在于，
所述铲斗沙土量的测量方法包括：
准备获取沙土的装载形状的准备步骤。
3.根据权利要求2所述的铲斗沙土量的测量方法，其特征在于，
所述准备步骤包括：
接收所述挖掘机的动臂、斗杆、以及铲斗的位置的步骤；以及
确认所述动臂、斗杆、以及铲斗的位置是否达到预先设定的位置的位置确认步骤。
4.根据权利要求1所述的铲斗沙土量的测量方法，其特征在于，
所述沙土量计算步骤包括：
判断所述铲斗的沙土量是否超过平装状态的超过平装判断步骤。
5.根据权利要求4所述的铲斗沙土量的测量方法，其特征在于，
所述沙土量计算步骤包括：
当所述铲斗的沙土量为平装状态以下时，基于铲斗内沙土的平均高度所对应的对照表来计算所述铲斗的所述沙土量的体积，并将沙土量的体积与铲斗体积进行比较来计算比率。
6.根据权利要求4所述的铲斗沙土量的测量方法，其特征在于，
所述沙土量计算步骤包括：
当所述铲斗的沙土量超过平装状态时，对超过平装部分的沙土采用几何模型来计算沙土的体积，对其余沙土计算平装满载时沙土的体积，并对所述超过平装部分的沙土和其余沙土的体积进行加法计算来计算沙土的总体积；以及
将沙土的总体积与隆装状态下的标准满载体积进行比较来计算比率。
7.一种对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法，其特征在于，包括：
以权利要求1至6中任一项所述的沙土量的测量方法在每次挖掘时测量铲斗的沙土量的步骤；以及
基于所述铲斗的沙土量，当所述铲斗的沙土量超过最大隆装沙土量或未达到最小隆装沙土量时，决定用于进行最优隆装的最优的动臂、斗杆或铲斗的路径的挖掘路径修改步骤。
8.根据权利要求7所述的对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法，其特征在于，
所述对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法包括：
接收地形信息及挖掘机的作业计划的步骤；以及
将所述挖掘机的路径设定为初始值的步骤。
9.根据权利要求7所述的对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法，其特征在于，
所述对无人自动化挖掘程序进行规整化的方法包括：
更新当前地形信息的步骤；
判断挖掘作业是否相对于作业计划达到目标量的进行率判断步骤；以及
当未达到所述目标量时，更新作业现况及作业计划的步骤。
10.一种自动挖掘机，其特征在于，包括：
上部体，其具备驾驶员能够搭乘的驾驶室和能够安装动力产生装置的内部空间；
下部体，其从所述动力产生装置接收动力来进行驱动；
前部作业装置，其具备从所述上部体延伸的动臂、结合于所述动臂的一端的斗杆、以及结合于所述斗杆的一端的铲斗来执行作业；
控制装置，其自动地控制所述前部作业装置；
通信装置，其用于远程地接收或传输数据；以及
传感器，其安装于所述驾驶室或所述前部作业装置，并能够识别地形和障碍物，
所述传感器获取在所述前部作业装置进行挖掘作业过程中装载于铲斗的沙土的装载形状，
所述控制装置利用所述传感器获取的所述装载形状来计算装载于铲斗的沙土量后，利用计算出的沙土量信息来控制所述前部作业装置。
11.根据权利要求10所述的自动挖掘机，其特征在于，
所述挖掘机通过所述通信装置预先接收地形信息及挖掘机的作业计划，以进行自动挖掘程序。
12.根据权利要求10所述的自动挖掘机，其特征在于，
所述传感器选自电磁波传感器或摄像头传感器中的至少一个。
13.根据权利要求10所述的自动挖掘机，其特征在于，
当计算出的铲斗的沙土量未达到预先设定的值时，所述控制装置修改之前的挖掘路径。
14.根据权利要求10所述的自动挖掘机，其特征在于，
所述控制装置利用所述传感器获取的信息来区分装载于铲斗的沙土的种类，并基于所述沙土的种类来控制所述前部作业装置。
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