CN115202360A - 一种流机的自动控制方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流机的自动控制方法、设备及介质，用以解决现有的流机通过人工手动控制，安全风险较高，设备损耗较大且工作效率较低的技术问题。方法包括：通过姿态传感器获取当前姿态信息，通过角度传感器获取当前角度信息；根据当前姿态信息及当前角度信息建立流机对应的三维模型，并提取关键点数据；根据各关键点对应的油缸伸缩量及旋转角度值规划对应的目标位置，并根据所处位置确定各关键点运动至目标位置的运动轨迹；根据运动轨迹对应的控制参数生成流机对应的控制指令，并通过上位机将控制指令发送至下位机；通过下位机对控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令控制流机旋转以及铲斗伸缩，实现了对流机的自动控制，提高了工作效率。

Description

一种流机的自动控制方法、设备及介质

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种流机的自动控制方法、设备及介质。

背景技术

随着集装箱运输业的迅速发展，除了码头的前沿机械外，在集装箱货场、中转站以及铁路场站等场所，也都需要性能良好、效率高、多用途的流机。流机是指用于场地的土方挖掘、装车、平整等场合的土方机械，其包括：大臂、小臂、铲斗和油缸等部件，例如：挖掘机、装载机等。

目前，传统的流机操作主要依赖于管理人员的手动控制，但是仅根据管理人员的主观意识控制流机，不仅流机作业的安全风险较高，对设备的损耗较大，还会浪费大量的人力物力资源，工作效率较低，成本较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种流机的自动控制方法、设备及介质，用以解决现有的流机通过人工手动控制，安全风险较高，设备损耗较大，浪费人力资源且工作效率较低的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种流机的自动控制方法，包括：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

在本申请的一种实现方式中，根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，具体包括：

根据所述大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值，计算所述流机当前时刻的工作状态；

基于所述流机当前时刻的工作状态，确定所述流机对应的待挖掘任务，并在所述待挖掘任务对应的挖掘平面上铺设等距栅格；

在所述等距栅格上，确定出完成挖掘任务时对应的挖掘平面，并将完成所述挖掘任务时对应的挖据平面作为当前挖掘位置；

在所述等距栅格上，确定出与所述当前挖掘位置相邻的多个栅格交点，并计算各所述栅格交点对应的挖掘代价；

从所述多个栅格交点中，确定出挖掘代价最小的栅格交点，并将挖掘代价最小的所述栅格交点对应的挖据平面，规划为所述流机对应的目标位置。

在本申请的一种实现方式中，根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹，具体包括：

提取所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，以及所述三维模型的特征参数，并根据所述坐标位置信息以及所述三维模型的特征参数，实时得到所述流机在所述三维模型中的所处位置；

根据所述流机在所述三维模型中的所处位置，预测出所述流机的各关键点从所述所处位置运动到所述目标位置的多条运动轨迹；

确定所述多条运动轨迹分别对应的多个路段，以及各路段是否包括障碍物，并在所述路段存在障碍物时，确定所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息；

基于所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息，规划出所述流机的各所述关键点避开所述障碍物，运动至所述目标位置的运动轨迹。

在本申请的一种实现方式中，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，具体包括：

接收所述流机对应的待挖掘任务的更新信息，并确定出所述更新信息对应的修改指令；

根据所述修改指令，对所述运动轨迹对应的控制参数进行更新，并根据更新后的所述控制参数，生成所述流机对应的控制指令。

在本申请的一种实现方式中，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令之后，所述方法还包括：

根据所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，并将所述坐标位置信息对应的预设半径范围，作为所述流机对应的当前工作范围；

基于预先确定出的所述流机对应的运动学模型，以及所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机对应的下一工作范围；

确定所述流机对应的当前工作范围与所述流机对应的下一工作范围之间的相似度，并在所述相似度小于预设阈值时，通过所述流机的上位机，将所述流机对应的下一工作范围发送至所述下位机；

通过所述下位机对接收到的所述下一工作范围进行解析，并根据所述解析结果，控制所述流机在所述下一工作范围内工作。

在本申请的一种实现方式中，通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，具体包括：

基于姿态传感器对应的预设监控策略，将所述姿态传感器设置于流机的各关键点上；

通过设置于所述流机的大臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的大臂对应的油缸伸缩量；

通过设置于所述流机的小臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的小臂对应的油缸伸缩量；

通过设置于所述流机的铲斗上的姿态传感器，实时获取所述流机的铲斗对应的油缸伸缩量；

根据所述大臂对应的油缸伸缩量、所述小臂对应的油缸伸缩量以及所述铲斗对应的油缸伸缩量，确定出所述流机对应的当前姿态信息。

在本申请的一种实现方式中，通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息，具体包括：

基于角度传感器对应的预设监控策略，将所述角度传感器设置于所述流机的各关键点上；

通过设置于所述流机的上位机上的角度传感器，实时获取所述上位机对应的旋转角度值；

通过设置于所述流机的下位机上的角度传感器，实时获取所述下位机对应的旋转角度值；

基于所述上位机对应的旋转角度值以及所述下位机对应的旋转角度值，确定出所述流机的上位机和下位机之间的当前角度信息。

在本申请的一种实现方式中，根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制，具体包括：

根据解析结果，确定出针对所述流机的大臂、小臂以及铲斗的控制指令，以使所述下位机根据所述控制指令，控制所述大臂、小臂以及铲斗执行工作任务；其中，所述工作任务至少包括：挖掘、提升、回转、装卸、返回；

根据所述上位机旋转对应的控制指令，控制所述流机的旋转；

根据所述大臂升降对应的控制指令，以及所述铲斗挖掘对应的控制指令，控制所述铲斗的伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

另一方面，本申请实施例还提供了一种流机的自动控制设备，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

另一方面，本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

通过姿态传感器和角度传感器，获取流机对应的当前姿态信息以及当前角度信息，据此建立流机对应的三维模型，并从三维模型中提取出流机对应的关键点数据，从而能够根据关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划出流机对应的目标位置，提高了流机作业的时效性，降低了流机的损耗。通过流机当前所处位置，确定出流机的各关键点运动之目标位置的运动轨迹，以根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机的控制指令，从而使下位机根据控制指令，自动控制流机的旋转以及铲斗的伸缩，节省了人力资源，提高了流机的工作效率，还避免了人为控制流机时的安全风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种流机的自动控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种流机的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种流机的自动控制设备的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种流机的自动控制方法、设备及介质，通过姿态传感器和角度传感器，获取流机对应的当前姿态信息以及当前角度信息，据此建立流机对应的三维模型，并从三维模型中提取出流机对应的关键点数据，从而能够根据关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划出流机对应的目标位置，提高了流机作业的时效性，降低了流机的损耗。通过流机当前所处位置，确定出流机的各关键点运动之目标位置的运动轨迹，以根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机的控制指令，从而使下位机根据控制指令，自动控制流机的旋转以及铲斗的伸缩。解决了现有的流机通过人工手动控制，安全风险较高，设备损耗较大，浪费人力资源且工作效率较低的技术问题

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种流机的自动控制方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例提供的一种流机的自动控制方法主要包括以下步骤：

步骤101、通过设置于流机上的姿态传感器，获取流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取流机对应的当前角度信息。

流机是指用铲斗挖掘高于或者低于挖掘平面的物料，并将物料装入运输车辆或者其他卸料目标的土方机械，是集装箱货场、中转站以及铁路场站等场所必不可少的装卸设备。在自动控制流机作业时，需要控制流机的铲斗自动对准运输车辆或者其他卸料目标，从而将挖掘的物料精准的投放到目标位置。但是，现有技术中通过人为操作，控制流机作业时，是管理人员根据自己的主观意识对流机进行控制，这样工作效率较低，且无法避免人为操作流机时的安全风险。

本申请实施例通过设置于流机上的姿态传感器，获取流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于流机上的角度传感器，获取流机对应的当前角度信息，从而能够根据流机对应的当前姿态信息以及当前角度信息，执行后续操作。

具体地，本申请基于预先设置好的姿态传感器对应的监控策略，将多个姿态传感器分别设置于预先确定好的流机的各关键点上。需要说明的是，为了获取流机的姿态信息，本申请实施例将姿态传感器对应的监控策略设置为获取流机的各关键点的姿态数据，从而对流机的各关键点对应的姿态信息进行实时监控。本申请实施例将多个姿态传感器分别设置于流机的大臂、小臂以及铲斗上，以获取流机的姿态信息。

服务器通过设置于流机的大臂上的姿态传感器，能够实时获取到流机的大臂对应的油缸伸缩量；通过设置于流机的小臂上的姿态传感器，能够实时获取到流机的小臂对应的油缸伸缩量；通过设置于流机的铲斗上的姿态传感器，能够实时获取到流机的铲斗对应的油缸伸缩量；然后，服务器根据实时获取到的大臂对应的油缸伸缩量、小臂对应的油缸伸缩量以及铲斗对应的油缸伸缩量，能够确定出流机对应的当前姿态信息

同时，本申请还基于预先设置好的角度传感器对应的监控策略，将多个角度传感器分别设置于预先确定好的流机的各关键点上。需要说明的是，为了获取流机的上位机和下位机之间的当前角度信息，本申请实施例将角度传感器对应的监控策略设置为获取流机的上位机和下位机之间的旋转角度数据，并具体将多个角度传感器分别设置于流机的上位机以及下位机上，从而分别获取上位机和下位机对应的旋转角度值。

首先，服务器通过设置于流机的上位机上的角度传感器，能够实时获取到上位机对应的旋转角度值，通过设置于流机的下位机上的角度传感器，能够实时获取到下位机对应的旋转角度值，然后，基于上位机对应的旋转角度值以及下位机对应的旋转角度值，服务器能够确定出流机的上位机和下位机之间的当前角度信息。

如图2所示，服务器通过设置于大臂油缸处的姿态传感器，获取大臂对应的油缸伸缩量，通过设置于小臂油缸处的姿态传感器，获取小臂对应的油缸伸缩量，通过设置于铲斗油缸处的姿态传感器，获取铲斗对应的油缸伸缩量。然后，并通过设置于流机的上位机上的角度传感器以及设置于下位机上的角度传感器，获取上位机和下位机之间的旋转角度值。

步骤102、根据当前姿态信息以及当前角度信息，建立流机对应的三维模型，并从三维模型中，提取流机对应的关键点数据。

为了实现流机的自动化控制，避免人为控制流机时的安全风险，本申请根据姿态传感器获取到的流机对应的当前姿态信息，以及角度传感器获取到的流机对应的当前角度信息，为流机建立对应的三维模型，从而使得流机能够在三维模型中实时的展示出来。服务器从建立好的三维模型中，能够提取出流机对应的关键点数据，从而使服务器能够根据流机对应的各关键点数据，执行后续操作。

需要说明的是，本申请实施例中的关键点数据主要是指通过设置于流机上的姿态传感器以及角度传感器，获取到的流机各关键点对应的数据，例如：流机的大臂、小臂以及铲斗等分别对应的油缸伸缩量，以及流机的上位机和下位机之间的旋转角度值。

步骤103、根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划流机对应的目标位置，并根据流机的所处位置，确定各关键点运动至目标位置的运动轨迹。

本申请根据流机的各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，确定流机的当前运行状态，并为流机规划相应的目标位置，然后再根据流机当前的所处位置，以及为流机规划出的目标位置，确定出流机的各关键点从所处位置运动到目标位置的运动轨迹。

具体地，服务器根据流机的大臂对应的油缸伸缩量、小臂对应的油缸伸缩量、铲斗对应的油缸伸缩量，以及流机的上位机和下位机之间的旋转角度值，能够计算出流机当前时刻的工作状态，从而基于流机当前时刻的工作状态，确定出流机对应的待挖掘任务，并找到待挖掘任务对应的挖据平面，以在待挖掘任务对应的挖据平面上铺设等距的栅格。然后，在等距栅格上确定出完成挖掘任务时对应的挖掘平面，并将完成挖掘任务时对应的挖掘平面作为当前挖掘位置。服务器根据当前挖掘位置，在等距栅格上找到与当前挖掘位置相邻的多个栅格交点，同时，分别计算出多个栅格交点对应的挖掘代价。服务器从多个栅格交点中，确定出挖掘代价最小的栅格交点，并根据挖掘代价最小的栅格交点，找到该栅格交点对应的挖掘平面，以将挖掘代价最小的栅格交点对应的挖掘平面，规划成流机对应的目标位置，实现了流机的目标位置的确定，进而使服务器能够根据流机的目标位置，执行后续操作。

服务器在根据流机的所处位置，确定流机的各关键点运动之目标位置的运动轨迹时，首先会提取流机在三维模型中的坐标位置信息，以及三维模型的特征参数，并根据提取出来的坐标位置信息以及三维模型的特征参数，实时得到流机在三维模型中的所处位置，从而能够根据流机在三维模型中的所处位置，预测出流机的各关键点从所处位置运动到目标位置的多条运动轨迹。然后，服务器会分别确定出多条运动轨迹分别对应的多个路段，以及每个路段是否包括障碍物，并在该路段存在障碍物的情况下，确定出该障碍物在三维模型中的坐标信息，并基于障碍物在三维地图中的坐标信息，能够规划出流机的各关键点避开该障碍物，运动到流机对应的目标位置的运动轨迹，在不影响流机的自动控制的情况下，实现了流机的自动避障，提高了流机的工作效率，同时还能够避免人为操作时，因观察不全面、视觉盲区等原因而无法避开障碍物，影响流机作业。

步骤104、根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机对应的控制指令，并通过上位机，将对应的控制指令发送至下位机。

服务器根据确定出的流机对应的运动轨迹，得到该运动轨迹对应的控制参数，然后根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机对应的控制指令

具体地，服务器通过接收流机对应的待挖掘任务的更新信息，确定出更新信息对应的修改指令，然后根据确定出的修改指令，对流机的运动轨迹对应的控制参数进行更新，并根据更新后的控制参数，重新生成流机对应的控制指令，进而根据重新生成的控制指令进行后续操作。

在本申请的一个实施例中，服务器在根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机对应的控制指令之后，能够根据流机对应的当前姿态信息，确定出流机在三维模型中的坐标位置信息，并将坐标位置信息对应的预设半径范围，作为流机对应的当前工作范围。需要说明的是，本申请实施例中的预设半径范围可以根据实际情况设置合适的数值，本申请对此不做具体限定。

服务器基于预先确定出的流机对应的运动学模型，以及流机对应的当前姿态信息，能够确定出流机对应的下一工作范围，然后对比流机对应的当前工作范围与流机对应的下一工作范围质检的相似度，并在两者的相似度小于预设阈值，即流机对应的当前工作范围与流机对应的下一工作范围相差较大时，服务器能够通过流机的上位机，将确定出的流机对应的下一工作范围发送至流机的下位机，再通过下位机对接收到的下一工作范围进行解析，从而能够根据解析结果，控制流机在下一工作范围内进行工作，这样能够便于工作人员进行管理，提高流机的工作效率。

步骤105、通过下位机，对控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对流机的自动控制。

服务器通过流机的下位机，接收上位机发送的流机对应的控制指令，并对该控制指令进行解析，得到相应的控制指令，以根据相应的控制指令，控制流机的旋转以及铲斗的伸缩，实现流机的自动化控制，解放人力资源，从而提高流机的工作效率。

具体地，服务器根据解析结果，确定出针对流机的大臂、小臂以及铲斗的控制指令，从而使下位机能够根据相应的控制指令，控制大臂、小臂以及铲斗执行相应的工作任务。需要说明的是，本申请实施例中的工作执行任务主要是指：挖掘、提升、回转、装卸以及返回等任务。

服务器根据上位机旋转对应的控制指令，控制流机进行旋转；根据大臂升降对应的控制指令，以及铲斗挖掘对应的控制指令，控制流机的铲斗进行伸缩，实现流机的自动化控制，从而降低流机的控制成本，提高流机的工作效率，并避免人为操作的安全风险。

以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种流机的自动控制设备，其结构如图3所示。

图3为本申请实施例提供的一种流机的自动控制设备的内部结构示意图。如图3所示，设备包括：

至少一个处理器；

以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取流机对应的当前角度信息；

根据当前姿态信息以及当前角度信息，建立流机对应的三维模型，并从三维模型中，提取流机对应的关键点数据；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划流机对应的目标位置，并根据流机的所处位置，确定各关键点运动至目标位置的运动轨迹；

根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机对应的控制指令，并通过上位机，将对应的控制指令发送至下位机；

通过下位机，对控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对流机的自动控制。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取流机对应的当前角度信息；

根据当前姿态信息以及当前角度信息，建立流机对应的三维模型，并从三维模型中，提取流机对应的关键点数据；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划流机对应的目标位置，并根据流机的所处位置，确定各关键点运动至目标位置的运动轨迹；

根据运动轨迹对应的控制参数，生成流机对应的控制指令，并通过上位机，将对应的控制指令发送至下位机；

通过下位机，对控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对流机的自动控制。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种流机的自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

2.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，具体包括：

根据所述大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值，计算所述流机当前时刻的工作状态；

基于所述流机当前时刻的工作状态，确定所述流机对应的待挖掘任务，并在所述待挖掘任务对应的挖掘平面上铺设等距栅格；

在所述等距栅格上，确定出完成挖掘任务时对应的挖掘平面，并将完成所述挖掘任务时对应的挖据平面作为当前挖掘位置；

在所述等距栅格上，确定出与所述当前挖掘位置相邻的多个栅格交点，并计算各所述栅格交点对应的挖掘代价；

从所述多个栅格交点中，确定出挖掘代价最小的栅格交点，并将挖掘代价最小的所述栅格交点对应的挖据平面，规划为所述流机对应的目标位置。

3.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹，具体包括：

提取所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，以及所述三维模型的特征参数，并根据所述坐标位置信息以及所述三维模型的特征参数，实时得到所述流机在所述三维模型中的所处位置；

根据所述流机在所述三维模型中的所处位置，预测出所述流机的各关键点从所述所处位置运动到所述目标位置的多条运动轨迹；

确定所述多条运动轨迹分别对应的多个路段，以及各路段是否包括障碍物，并在所述路段存在障碍物时，确定所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息；

基于所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息，规划出所述流机的各所述关键点避开所述障碍物，运动至所述目标位置的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，具体包括：

接收所述流机对应的待挖掘任务的更新信息，并确定出所述更新信息对应的修改指令；

根据所述修改指令，对所述运动轨迹对应的控制参数进行更新，并根据更新后的所述控制参数，生成所述流机对应的控制指令。

5.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令之后，所述方法还包括：

根据所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，并将所述坐标位置信息对应的预设半径范围，作为所述流机对应的当前工作范围；

基于预先确定出的所述流机对应的运动学模型，以及所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机对应的下一工作范围；

确定所述流机对应的当前工作范围与所述流机对应的下一工作范围之间的相似度，并在所述相似度小于预设阈值时，通过所述流机的上位机，将所述流机对应的下一工作范围发送至所述下位机；

通过所述下位机对接收到的所述下一工作范围进行解析，并根据所述解析结果，控制所述流机在所述下一工作范围内工作。

6.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，具体包括：

基于姿态传感器对应的预设监控策略，将所述姿态传感器设置于流机的各关键点上；

通过设置于所述流机的大臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的大臂对应的油缸伸缩量；

通过设置于所述流机的小臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的小臂对应的油缸伸缩量；

通过设置于所述流机的铲斗上的姿态传感器，实时获取所述流机的铲斗对应的油缸伸缩量；

根据所述大臂对应的油缸伸缩量、所述小臂对应的油缸伸缩量以及所述铲斗对应的油缸伸缩量，确定出所述流机对应的当前姿态信息。

7.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息，具体包括：

基于角度传感器对应的预设监控策略，将所述角度传感器设置于所述流机的各关键点上；

通过设置于所述流机的上位机上的角度传感器，实时获取所述上位机对应的旋转角度值；

通过设置于所述流机的下位机上的角度传感器，实时获取所述下位机对应的旋转角度值；

基于所述上位机对应的旋转角度值以及所述下位机对应的旋转角度值，确定出所述流机的上位机和下位机之间的当前角度信息。

8.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制，具体包括：

根据解析结果，确定出针对所述流机的大臂、小臂以及铲斗的控制指令，以使所述下位机根据所述控制指令，控制所述大臂、小臂以及铲斗执行工作任务；其中，所述工作任务至少包括：挖掘、提升、回转、装卸、返回；

根据所述上位机旋转对应的控制指令，控制所述流机的旋转；

根据所述大臂升降对应的控制指令，以及所述铲斗挖掘对应的控制指令，控制所述铲斗的伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

9.一种流机的自动控制设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；

以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

10.一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；

根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；

根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；

根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；

通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。

Images