CN115217177A - 作业机械控制方法、装置及作业机械 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及作业机械控制领域,提供一种作业机械控制方法、装置及作业机械,方法包括:获取作业机械的运动机构的作业轨迹,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹;生成与当前作业轨迹对应的控制信号;基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。本发明用以解决现有技术中作业机械在进行重复作业时,出现的作业效率低、作业精准度差的缺陷,实现控制作业机械快速、精准的完成重复作业。
Description
技术领域
本发明涉及作业机械控制技术领域,尤其涉及一种作业机械控制方法、装置及作业机械。
背景技术
现有的作业机械,在进行施工作业时,会涉及大量的重复作业工况,例如,挖掘机的挖掘作业,起重机的搬运作业。挖掘机在进行挖掘作业时,需要人工判定转运车与挖掘机的相对位置,然后,通过人工操作挖掘机,以控制铲斗运行到指定位置。由于该作业为大量的重复作业,极大的消耗操作人员的精力和时间,工作效率较低。
另外,挖掘机的卸料装车动作还涉及安全问题,在反复施工过程中,很容易出现铲斗位置控制不准确,造成铲斗与转运车发生碰撞的问题。
发明内容
本发明提供一种作业机械控制方法、装置及作业机械,用以解决现有技术中作业机械在进行重复作业时,出现的作业效率低、作业精准度差的缺陷,实现控制作业机械快速、精准的完成重复作业。
本发明提供一种作业机械控制方法,包括:
获取作业机械的运动机构的作业轨迹,所述作业轨迹包括:所述运动机构的目标位置和所述运动机构的作业路径;
基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹;
生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号;
基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹,包括:
确定与所述作业轨迹对应的函数曲线;
获取所述当前起始位置;
基于所述运动机构当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,调整所述函数曲线的参数,得到当前函数曲线;
将所述当前函数曲线对应的轨迹,作为所述当前作业轨迹。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号,包括:
划分所述当前作业轨迹为至少两个作业子轨迹;
从每个所述作业子轨迹中,确定至少一个关键点;
确定每个所述关键点对应的所述运动机构的位姿信息;
基于所述位姿信息,确定每个所述关键点对应的所述控制信号。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹之前,还包括:
确定所述作业机械与所述目标位置的位置关系;
基于所述位置关系,确定新的目标位置;
所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹,包括:
基于所述当前起始位置、所述新的目标位置和所述作业路径,调整所述作业轨迹,得到所述当前作业轨迹。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述基于所述位置关系,确定新的目标位置,包括:
以所述作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将所述直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;
基于所述直角坐标系,确定所述位置关系为所述作业机械位于所述目标位置后方时,将所述目标位置向靠近所述作业机械的方向移动第一预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述基于所述位置关系,确定新的目标位置,包括:
以所述作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将所述直角坐标系的横轴方向定义为左右方向,将所述直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;
基于所述直角坐标系,确定所述位置关系为所述作业机械位于所述目标位置的一侧时,将所述目标位置向靠近所述作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置,或将所述目标位置向远离所述作业机械的方向移动所述第二预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述作业轨迹包括:初始作业轨迹;
所述获取作业机械的运动机构的作业轨迹之前,还包括:
获取自动装车指令,进入自动装车模式;
基于所述自动装车模式,生成所述初始作业轨迹。
根据本发明提供的一种作业机械控制方法,所述基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动之后,还包括:
在确定所述作业机械的位置信息发生变化时,退出所述自动装车模式;
或,获取到退出装车模式指令时,退出所述自动装车模式。
本发明还提供一种作业机械控制装置,包括:
获取模块,用于获取作业机械的运动机构的作业轨迹,所述作业轨迹包括:所述运动机构的目标位置和所述运动机构的作业路径;
计算模块,基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹;
控制模块,生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号;并基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动。本发明还提供一种作业机械,包括:作业机械本体和控制器,所述控制器用于实现如上任一项所述的作业机械控制方法。
本发明提供的作业机械控制方法、装置及作业机械,通过获取作业机械的运动机构的作业轨迹,其中,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹,虽然每次作业运动机构的起始位置会有小幅度的变化,但是目标位置不会变化,因此,本发明通过优化获得的作业轨迹得到符合当前时刻的当前作业轨迹;进而,自动生成与当前作业轨迹对应的控制信号;通过该控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动,可见,本发明无需人工控制运动机构从起始位置至目标位置,节约了人工成本和时间成本,并且,整个过程自动控制,准确的将运动机构控制运动至目标位置,提高了作业效率,并且解决了现有技术中通过人工控制作业机械的反复施工作业,造成的目标位置不准确的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的作业机械控制方法的流程示意图之一;
图2是本发明提供的作业机械控制方法的场景示意图;
图3是本发明提供的作业机械的结构示意图;
图4是本发明提供的执行作业机械控制方法的元件结构示意图;
图5是本发明提供的作业机械控制方法的流程示意图之二;
图6是本发明提供的作业机械控制装置的结构示意图;
图7是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合图1至图5描述本发明的作业机械控制方法。
本发明实施例提供了一种作业机械控制方法,该方法可以应用在智能终端,例如,手机、电脑、平板等,也可以应用在服务器中,还可以应用在作业机械的控制器中。下面,以该方法应用在作业机械的控制器中为例进行说明,但需要说明的是仅为举例说明,并不用于对本发明的保护范围进行限定。本发明实施例中的一些其他说明,也是举例说明,并不用于对本发明的保护范围进行限定,之后便不再一一说明。
该方法的具体实现如图1所示:
步骤101,获取作业机械的运动机构的作业轨迹。
其中,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径。
其中,作业轨迹还包括:起始位置。
其中,作业轨迹包括:初始作业轨迹。
其中,作业轨迹可以为:历史作业轨迹,例如,上一作业轨迹,上二作业轨迹等,还可以为:用户输入的预设作业轨迹。下面,以作业轨迹为上一作业轨迹为例进行说明。
其中,由于作业机械本体不会发生变化,仅为起始位置和/或目标位置发生变化,采用作业轨迹为上一作业轨迹进行当前作业轨迹的生成,计算量小,计算速度快。
其中,以该方法应用在挖掘机的控制器中为例进行说明,即,以挖掘机的作业场景为例进行说明,该场景可参见图2。
一个具体实施例中,为了能够实现挖掘机的自动装车卸料,开发了自动装车功能,操作手通过点击自动装车控件,以生成自动装车指令的方式使用自动装车功能,使挖掘机进入自动装车模式。具体实现为:获取自动装车指令,进入自动装车模式;基于自动装车模式,生成初始作业轨迹。
具体的,初始作业轨迹为进入自动装车模式之后,通过记录操作手操作的装车卸料动作,得到初始作业轨迹。
例如,在进入自动装车模式之后,通过操作手按操作手柄上的快捷键1来记录铲斗的初始起始位置;接着,操作手操作操作手柄移动铲斗至转运车铲斗上方某个利于卸料的位置,此时,再次按下快捷键1来记录铲斗的目标位置。最后,将初始起始位置对应的坐标、目标位置对应的坐标和此过程产生的作业路径,自动优化成初始作业轨迹用来指示下一次自动装车动作。
保持挖掘机本体的位置不变,再次按下自动装车开始键,便可进行自动装车动作。其中,自动装车开始键用于生成自动装车执行指令。
其中,在进入自动装车模式之后,作业机械的本体的位置是不变的。
具体的,可以将挖掘机抽象成一个多关节的机械臂结构,将上车体作为第一关节,其可以绕竖轴360度旋转。
具体的,预先在挖掘机本体上安装多个感应单元,具体如图3所示,例如,在铲斗处1和车身回转处2安装角度传感器,在斗杆处3、动臂处4和上车体5处分别安装倾角传感器,以及在任意位置安装辅助控制器,一般安装在上车体处6。
其中,辅助控制器可以是与主控制器独立的微控制单元,也可以是属于主控制器的一部分。其中,辅助控制器与主控制器独立时,两者之和为控制器,辅助控制器为主控制器的一部分时,主控制器等价于控制器。下面,以辅助控制器是与主控制器独立的微控制单元为例进行说明。
其中,角度传感器用来得到铲斗的转动角度和上车体的转动角度,倾角传感器用来得到斗杆的倾斜角度、动臂的倾斜角度和上车体的倾斜角度。将上述得到的各个角度定义为角度信息。
具体的,各个感应单元将角度信息发送给辅助控制器,辅助控制器通过实时计算,得到铲斗齿尖相对于挖掘机本体在空间坐标系中的坐标。通过该坐标得到铲斗的位置。
其中,各个感应单元与辅助控制器通过CAN总线通讯连接。
具体的,在未进入自动装车模式时,辅助控制器接收到手柄控制信号和角度信息之后,不做任何处理,将得到的手柄控制信号和角度信息发送给主控制器,主控制器根据手柄控制信号和角度信息控制执行机构(例如,电磁阀、油缸)做出与之对应的动作即可,这个模式也可以成为传统的人工操作模式。当然,该过程也可以不用辅助控制器,主控制器可以直接接收手柄控制信号。
具体的,在进入自动装车模式时,需要操作手人工操作一遍卸料动作,来得到一个示范轨迹,即初始作业轨迹。并将该初始作业轨迹作为下一次自动装车卸料动作的参考。
具体的,如图4所示,各个感应单元和手柄操作控件与辅助控制器连接,辅助控制器与主控制器连接。辅助控制器接收到手柄控制信号和角度信息之后,计算铲斗齿尖位置(即当前起始位置),根据当前起始位置、目标位置和作业路径(该作业路径为上一作业路径),得到当前作业轨迹,并生成与当前作业轨迹对应的控制信号,并将该控制信号发送给主控制器,主控制器基于控制信号,控制执行机构,以使运动机构按照当前作业轨迹运动。
本发明通过记录初始作业轨迹为后续自动装车卸料提供参考,只需操作手操作一遍装车卸料动作即可,节约了人工成本,减轻了人工操作内容,提高了用户体验。并且,后续的自动装车卸料提高了工作效率。
步骤102,基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹。
具体的,基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,调整作业轨迹,得到当前作业轨迹;或,基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,生成当前作业轨迹。
其中,运动机构包括铲斗、动臂、斗杆和上车体中的任意一项或多项。
一个具体实施例中,由于每次装车之后,铲斗的起始位置会有小幅度的变化,但是目标位置不会发生变化,因此,本发明基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,调整作业轨迹,得到当前作业轨迹。具体实现为:
确定与作业轨迹对应的函数曲线;获取当前起始位置;基于当前起始位置、目标位置和作业路径,调整函数曲线的参数,得到当前函数曲线;将当前函数曲线对应的轨迹,作为当前作业轨迹。
具体的,作业轨迹和函数曲线对应,因此,确定与上一作业轨迹对应的上一函数曲线,进而,基于当前起始位置、目标位置和作业路径,利用多项式差值法在当前起始位置和目标位置之间拟合一个新的函数曲线,作为当前函数曲线。
具体的,以图2中示意的作业轨迹为例进行说明,在作业场景中建立直角坐标系,例如,在与水平面平行的面,以作业机械为原点建立直角坐标系,以土方与转运车的连接线对应的方向作为X轴,与X轴垂直的方向作为Y轴。则,土方与转运车的连接线上对应的点为函数曲线的X轴上的值,作业轨迹对应的点为函数曲线的Y轴上的值。
具体的,当当前起始位置和目标位置中的任一项或两项相对于上一起始位置和上一目标位置发生变化时,调整X轴上的值,基于调整后的X轴上的值结合优化条件,调整Y轴上的值,得到当前函数曲线。
具体的,在拟合新的函数曲线时,需要满足优化条件,优化条件包括:路线最短原则、目标位置避开转运车车身所在位置避免发生碰撞和运动机构在运动时的稳定性等,其中,该稳定性通过速度来确定,即,不能出现速度突变的情况。
具体的,在拟合新的函数曲线时,由于只是起始位置的小幅度变化,整个作业路径不会有太大的变化,因此,只需要调整作业轨迹对应的函数曲线的参数,便可以快速的拟合得到新的函数曲线。
本发明通过优化作业轨迹对应的函数曲线,能够快速精准的得到当前函数曲线。
步骤103,生成与当前作业轨迹对应的控制信号。
一个具体实施例中,通过划分当前作业轨迹为至少两个作业子轨迹;从每个作业子轨迹中,确定至少一个关键点;确定每个关键点对应的运动机构的位姿信息;基于位姿信息,确定每个关键点对应的控制信号。
具体的,在生成控制信号时,无需确定当前作业轨迹中的每个点的位姿信息,确定当前作业轨迹的关键点即可。
具体的,可以将当前作业轨迹平均划分为至少两个作业子轨迹,也可以根据当前作业轨迹的曲度,将当前作业轨迹划分为至少两个子轨迹。可以将每段子轨迹的中点所在的位置对应的点作为关键点,也可以在每段子轨迹中随机选择一个点作为关键点。
其中,位姿信息和角度信息等价。
具体的,通过确定上一关键点运动至当前关键点时,铲斗的转动角度、上车体的转动角度、斗杆的倾斜角度、动臂的倾斜角度和上车体的倾斜角度,计算出所需的信号量,进而基于信号量,得到与之对应的控制信号。
具体的,当前作业轨迹和当前函数曲线对应,通过对当前函数曲线进行逆解处理,便可以得到上一关键点运动至当前关键点时,铲斗的转动角度、上车体的转动角度、斗杆的倾斜角度、动臂的倾斜角度和上车体的倾斜角度等信息。
本发明通过自动生成与当前作业轨迹对应的控制信号,实现了装车的自动控制。并且,在生成控制信号时,采用提取关键点的方式,减少了数据处理量,提高了数据处理速度。
一个具体实施例中,在实际装车过程中,目标位置并不是一成不变的,会随着一个目标位置装满之后,进行下一个目标位置的装车作业。具体通过确定作业机械与目标位置的位置关系;基于位置关系,确定新的目标位置;基于当前起始位置、新的目标位置和作业路径,调整作业轨迹,得到当前作业轨迹。
一个具体实施例中,以作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;基于直角坐标系,确定位置关系为作业机械位于目标位置后方时,将目标位置向靠近作业机械的方向移动第一预设距离时对应的位置作为新的目标位置。
具体的,确定作业机械和目标位置分别在直角坐标系中的位置,以得到作业机械与目标位置的位置关系。
其中,目标位置为转运车的车斗某一处对应的位置。
具体的,预先确定装车顺序,当挖掘机位于转运车后方时,装车顺序为:从车斗的前部到车斗的后部。
其中,一个目标位置在经过预设次数的自动装车后,即更新目标位置为新的目标位置。该预设次数可以通过统计生成作业轨迹的次数来确定。
具体的,预先获取得到了车斗所在的区域,每次更新的目标位置不会超出车斗所在的区域。
一个具体实施例中,以作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将直角坐标系的横轴方向定义为左右方向,将直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;基于直角坐标系,确定位置关系为作业机械位于目标位置的一侧时,将目标位置向靠近作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为新的目标位置,或将目标位置向远离作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为新的目标位置。
具体的,预先确定装车顺序,当挖掘机无语转运车的一侧时,装车顺序为:从车斗的中部到车斗的前部,再转为从车斗的中部到车斗的后部;或,从车斗的中部到车斗的后部,再转为从车斗的中部到车斗的前部。
步骤104,基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。
具体的,控制信号包括子控制信号中的一项或多项,子控制信号包括:铲斗控制信号、上车体控制信号、斗杆控制信号、动臂控制信号。控制信号根据实际情况进行确定,下面以控制信号包括自控制信号中的铲斗控制信号、斗杆控制信号、动臂控制信号为例进行说明:
其中,铲斗对应铲斗电磁阀和铲斗油缸,动臂对应动臂电磁阀和动臂油缸,斗杆对应斗杆电磁阀和斗杆油缸。
铲斗控制信号控制铲斗电磁阀通电,通过控制铲斗电磁阀中阀体的移动开启与之对应的排油孔,油的压力推动铲斗油缸的活塞,从而带动铲斗运动;
动臂控制信号控制动臂电磁阀通电,通过控制动臂电磁阀中阀体的移动开启与之对应的排油孔,油的压力推动动臂油缸的活塞,从而带动动臂运动;
斗杆控制信号控制斗杆电磁阀通电,通过控制斗杆电磁阀中阀体的移动开启与之对应的排油孔,油的压力推动斗杆油缸的活塞,从而带动斗杆运动。
一个具体实施例中,当装车作业完成时,操作手按下自动装车停止键,以生成退出装车模式指令,退出自动装车模式。
或,在确定作业机械的位置信息发生变化时,退出自动装车模式。
或,在装车作业时,遇到障碍物,操作手通过拨动任意操作手柄,以生成手柄控制信号,此时,退出自动装车模式,以保证人员、车辆的安全。
例如,在作业过程中需要挪动挖掘机或转运车到另一个位置,则按照上述生成初始作业轨迹的方式重新规划路径。
另外,转运车所停放的位置应该为正常情况下挖掘机的铲斗能够轻易达到的地方,保证不容易发生严重的碰撞事故。
下面,通过图5对自动装车卸料的人机操作流程进行具体说明:
步骤501,接收自动装车指令,进入自动装车模式。
步骤502,记录铲斗的初始起始位置、目标位置和作业路径,得到初始作业轨迹。
其中,在反复接收自动装车执行指令时,初始作业轨迹更新为上一作业轨迹。
步骤503,接收自动装车执行指令,优化初始作业轨迹,得到当前作业轨迹。
步骤504,生成与当前作业轨迹对应的控制信号,控制执行机构,以使运动机构按照当前作业轨迹运动。
本发明提供的作业机械控制方法在装车动作循环中的自动化和智能化,大大提高了装车效率。采用的高性能的角度传感器和倾角传感器以得到厘米级的定位和规划精度。采用独立的辅助控制器,不仅具有较高的可移植性而且能提供足够的运算能力以利于快速生成及优化所需的路径。另外,本发明提出的自动装车人机交互方式,具有使用简单、逻辑清晰等优点,将进一步提高操作手的工作效率。
本发明提供的作业机械控制方法,通过获取作业机械的运动机构的作业轨迹,其中,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹,虽然每次作业运动机构的起始位置会有小幅度的变化,但是目标位置不会变化,因此,本发明通过优化获得的作业轨迹得到符合当前时刻的当前作业轨迹;进而,自动生成与当前作业轨迹对应的控制信号;通过该控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动,可见,本发明无需人工控制运动机构从起始位置至目标位置,节约了人工成本和时间成本,并且,整个过程自动控制,准确的将运动机构控制运动至目标位置,提高了作业效率,并且解决了现有技术中通过人工控制作业机械的反复施工作业,造成的目标位置不准确的问题。下面对本发明提供的作业机械控制装置进行描述,下文描述的作业机械控制装置与上文描述的作业机械控制方法可相互对应参照,重复之处,不再赘述。如图6所示,该装置包括:
获取模块601,用于获取作业机械的运动机构的作业轨迹,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;
计算模块602,用于基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹;
控制模块603,用于生成与当前作业轨迹对应的控制信号;并基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。
一个具体实施例中,计算模块602,具体用于确定与作业轨迹对应的函数曲线;获取当前起始位置;基于运动机构当前起始位置、目标位置和作业路径,调整函数曲线的参数,得到当前函数曲线;将当前函数曲线对应的轨迹,作为当前作业轨迹。
一个具体实施例中,控制模块603,具体用于划分当前作业轨迹为至少两个作业子轨迹;从每个作业子轨迹中,确定至少一个关键点;确定每个关键点对应的运动机构的位姿信息;基于位姿信息,确定每个关键点对应的控制信号。
一个具体实施例中,计算模块602,还用于确定作业机械与目标位置的位置关系;基于位置关系,确定新的目标位置;计算模块602,具体用于基于当前起始位置、新的目标位置和作业路径,调整作业轨迹,得到当前作业轨迹。
一个具体实施例中,计算模块602,还用于以作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;基于直角坐标系,确定位置关系为作业机械位于目标位置后方时,将目标位置向靠近作业机械的方向移动第一预设距离时对应的位置作为新的目标位置。
一个具体实施例中,计算模块602,还用于以作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将直角坐标系的横轴方向定义为左右方向,将直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;基于直角坐标系,确定位置关系为作业机械位于目标位置的一侧时,将目标位置向靠近作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为新的目标位置,或将目标位置向远离作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为新的目标位置。
一个具体实施例中,作业轨迹包括:初始作业轨迹;获取模块601,还用于获取自动装车指令,进入自动装车模式;基于自动装车模式,生成初始作业轨迹。
一个具体实施例中,控制模块603,还用于在确定作业机械的位置信息发生变化时,退出自动装车模式;或,获取到退出装车模式指令时,退出自动装车模式。
图7示例了一种电子设备的实体结构示意图,如图7所示,该电子设备可以包括:处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和通信总线704,其中,处理器701,通信接口702,存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令,以执行作业机械控制方法,该方法包括:获取作业机械的运动机构的作业轨迹,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹;生成与当前作业轨迹对应的控制信号;基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。
此外,上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,计算机能够执行上述各实施例所提供的作业机械控制方法,该方法包括:获取作业机械的运动机构的作业轨迹,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹;生成与当前作业轨迹对应的控制信号;基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。
又一方面,本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例提供的作业机械控制方法,该方法包括:获取作业机械的运动机构的作业轨迹,作业轨迹包括:运动机构的目标位置和运动机构的作业路径;基于运动机构的当前起始位置、目标位置和作业路径,得到当前作业轨迹;生成与当前作业轨迹对应的控制信号;基于控制信号,控制运动机构按照当前作业轨迹运动。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种作业机械控制方法,其特征在于,包括:
获取作业机械的运动机构的作业轨迹,所述作业轨迹包括:所述运动机构的目标位置和所述运动机构的作业路径;
基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹;
生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号;
基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动。
2.根据权利要求1所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹,包括:
确定与所述作业轨迹对应的函数曲线;
获取所述当前起始位置;
基于所述运动机构当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,调整所述函数曲线的参数,得到当前函数曲线;
将所述当前函数曲线对应的轨迹,作为所述当前作业轨迹。
3.根据权利要求1所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号,包括:
划分所述当前作业轨迹为至少两个作业子轨迹;
从每个所述作业子轨迹中,确定至少一个关键点;
确定每个所述关键点对应的所述运动机构的位姿信息;
基于所述位姿信息,确定每个所述关键点对应的所述控制信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹之前,还包括:
确定所述作业机械与所述目标位置的位置关系;
基于所述位置关系,确定新的目标位置;
所述基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹,包括:
基于所述当前起始位置、所述新的目标位置和所述作业路径,调整所述作业轨迹,得到所述当前作业轨迹。
5.根据权利要求4所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述基于所述位置关系,确定新的目标位置,包括:
以所述作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将所述直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;
基于所述直角坐标系,确定所述位置关系为所述作业机械位于所述目标位置后方时,将所述目标位置向靠近所述作业机械的方向移动第一预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置。
6.根据权利要求4所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述基于所述位置关系,确定新的目标位置,包括:
以所述作业机械为坐标原点创建直角坐标系,将所述直角坐标系的横轴方向定义为左右方向,将所述直角坐标系的纵轴方向定义为前后方向;
基于所述直角坐标系,确定所述位置关系为所述作业机械位于所述目标位置的一侧时,将所述目标位置向靠近所述作业机械的方向移动第二预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置,或将所述目标位置向远离所述作业机械的方向移动所述第二预设距离时对应的位置作为所述新的目标位置。
7.根据权利要求1-3任一种所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述作业轨迹包括:初始作业轨迹;
所述获取作业机械的运动机构的作业轨迹之前,还包括:
获取自动装车指令,进入自动装车模式;
基于所述自动装车模式,生成所述初始作业轨迹。
8.根据权利要求7所述的作业机械控制方法,其特征在于,所述基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动之后,还包括:
在确定所述作业机械的位置信息发生变化时,退出所述自动装车模式;
或,获取到退出装车模式指令时,退出所述自动装车模式。
9.一种作业机械控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取作业机械的运动机构的作业轨迹,所述作业轨迹包括:所述运动机构的目标位置和所述运动机构的作业路径;
计算模块,基于所述运动机构的当前起始位置、所述目标位置和所述作业路径,得到当前作业轨迹;
控制模块,生成与所述当前作业轨迹对应的控制信号;并基于所述控制信号,控制所述运动机构按照所述当前作业轨迹运动。
10.一种作业机械,其特征在于,包括:作业机械本体和控制器,所述控制器用于实现如权利要求1-8任一项所述的作业机械控制方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106403950A (zh) * | 2016-06-24 | 2017-02-15 | 电子科技大学 | 一种基于参考信息的码垛机器人轨迹规划方法 |
CN111733918A (zh) * | 2020-03-22 | 2020-10-02 | 吉林大学 | 挖掘机卸料作业辅助系统及轨迹规划方法 |
CN112943751A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 上海三一重机股份有限公司 | 辅助作业控制方法、装置、电子设备和存储介质 |
CN113276120A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 机械臂运动的控制方法、装置及计算机设备 |
WO2022050681A1 (ko) * | 2020-09-02 | 2022-03-10 | 두산인프라코어 주식회사 | 자율 작업 굴착기 및 그의 동작 방법 |
-
2022
- 2022-08-29 CN CN202211042711.6A patent/CN115217177A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106403950A (zh) * | 2016-06-24 | 2017-02-15 | 电子科技大学 | 一种基于参考信息的码垛机器人轨迹规划方法 |
CN111733918A (zh) * | 2020-03-22 | 2020-10-02 | 吉林大学 | 挖掘机卸料作业辅助系统及轨迹规划方法 |
WO2022050681A1 (ko) * | 2020-09-02 | 2022-03-10 | 두산인프라코어 주식회사 | 자율 작업 굴착기 및 그의 동작 방법 |
CN112943751A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-11 | 上海三一重机股份有限公司 | 辅助作业控制方法、装置、电子设备和存储介质 |
CN113276120A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-20 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | 机械臂运动的控制方法、装置及计算机设备 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
严新平等: "《中国交通研究与探索》", 30 September 1999, 人民交通出版社, pages: 70 * |
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