CN117208436A - 一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法及其相关装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法及其相关装置，方法包括：当小车移动至垃圾抓取点后停下时垃圾抓斗抓取垃圾，将垃圾抓斗提升至第一高度，驱动大车和小车移至垃圾投放点并停下，垃圾抓斗下探至第二高度，垃圾抓斗打开以将垃圾投放，若垃圾投放点的垃圾堆积高度未达限高值，驱动大车和小车移动至垃圾抓取点，以继续抓取垃圾，直至垃圾高度到达限高值时完成垃圾抓投工作。可见，通过设定在小车移至垃圾抓取点停下执行抓取工作，以及小车移动至垃圾投放点停下执行投放工作，并将垃圾投放点的限高值作为垃圾抓斗是否继续工作的判断标准，使垃圾抓斗自动完成定位控制抓投工作，提高了对垃圾的运送效率和运送灵活性。
Description
技术领域
本申请涉及废物处理技术领域，更具体的说，是涉及一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法及其相关装置。
背景技术
随着生活节奏的加快，人们所产生的生活垃圾也随之增加，为迎合城市美化以及保护环境的需求，需要将人们的生活垃圾进行处理。由于生活垃圾堆积速度极快，所需进行处理的生活垃圾数量庞大，多个垃圾处理单位收到垃圾处理的指标要求。
垃圾处理单位在接收到待处理垃圾堆时，需要再将垃圾运送到多个处理室，此时需要通过垃圾抓斗对待处理垃圾堆进行抓取，并运送到指定目的地后投放。
目前，垃圾抓斗的移动和运行通过人为控制的方式进行，操作员在主控室进行控制，但对于庞大的垃圾量，人为控制的处理效率低下，灵活性低下。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法及其相关装置，以提高垃圾运送的效率和灵活性。
为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法，应用于垃圾抓斗控制系统，所述垃圾抓斗控制系统包括大车轨道、在所述大车轨道上行驶的大车、在所述大车上移动的小车，以及安装于所述小车上的垃圾抓斗；
该方法包括：
当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾；
将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
驱动所述大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
所述第一高度的计算过程，包括：
在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，包括：
对所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第一高度变化函数；
利用所述第一高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度；
根据所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗中的垃圾在所述第一目标高度处跌落的破坏能量；
当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度；
当所述破坏能量不大于所述预设能量阈值时，将所述第一目标高度作为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，包括：
利用第一公式，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，所述第一公式为：
h1＝E0/mg
其中，h1为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，E0为所述预设能量阈值，m为所述垃圾重量数据，g为重力加速度。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
所述第一高度的计算过程，包括：
在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
确定与所述垃圾重量数据对应的第一高度。
可选的，所述垃圾抓斗通过引线与悬挂点连接；
与目标重量垃圾对应的第一高度的计算过程，包括：
驱动所述垃圾抓斗抓取目标重量垃圾，并将所述垃圾抓斗提升至参考高度；
在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角；
判断所述夹角是否大于预设夹角阈值；
若是，则将所述参考高度提升，得到更新后的参考高度，并返回执行在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角的步骤；
若否，则确定所述参考高度为与所述目标重量垃圾对应的第一高度，以使在所述小车移动过程中所述垃圾抓斗的摇晃幅度小于预设幅度。
可选的，所述第二高度的计算过程，包括：
对所述垃圾抓斗在所述垃圾投放点上被驱动下探的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第二高度变化函数；
利用所述第二高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动下探的第二目标高度；
判断所述第二目标高度与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值，是否小于所述垃圾堆积高度的落差上限值且大于所述垃圾堆积高度的落差下限值；
若是，则确定所述第二目标高度为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度；
若否，则计算所述落差上限值与所述落差下限值的平均值，将目标位置的高度作为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度，所述目标位置与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为所述平均值。
一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制装置，应用于垃圾抓斗控制系统，所述垃圾抓斗控制系统包括大车轨道、在所述大车轨道上行驶的大车、在所述大车上移动的小车，以及安装于所述小车上的垃圾抓斗；
该装置包括：
垃圾抓取单元，用于当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾；
抓斗提升单元，用于将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
小车移动单元，用于驱动所述大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
垃圾投放单元，用于在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
起点返回单元，用于若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
该装置还包括：
承重探测单元，用于在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
第一高度第一计算单元，用于根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，所述第一高度第一计算单元，包括：
第一高度变化函数拟合单元，用于对所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第一高度变化函数；
第一目标高度预测单元，用于利用所述第一高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度；
破坏能量计算单元，用于根据所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗中的垃圾在所述第一目标高度处跌落的破坏能量；
第一计算单元，用于当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度；
第一高度确定单元，用于当所述破坏能量不大于所述预设能量阈值时，将所述第一目标高度作为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，所述第一计算单元，包括：
第一公式计算单元，用于利用第一公式，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，所述第一公式为：
h1＝E0/mg
其中，h1为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，E0为所述预设能量阈值，m为所述垃圾重量数据，g为重力加速度。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
该装置还包括：
承重探测单元，用于在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
第一高度对应确定单元，用于确定与所述垃圾重量数据对应的第一高度。
可选的，所述垃圾抓斗通过引线与悬挂点连接；
该装置还包括：
测定参数设置单元，用于驱动所述垃圾抓斗抓取目标重量垃圾，并将所述垃圾抓斗提升至参考高度；
夹角测量单元，用于在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角；
夹角判断单元，用于判断所述夹角是否大于预设夹角阈值，若是，则执行参考高度提升单元，若否，则执行第一高度最终确定单元；
所述参考高度提升单元，用于将所述参考高度提升，得到更新后的参考高度，并返回执行所述夹角测量单元；
所述第一高度最终确定单元，用于确定所述参考高度为与所述目标重量垃圾对应的第一高度，以使在所述小车移动过程中所述垃圾抓斗的摇晃幅度小于预设幅度。
可选的，该装置还包括：
第二高度变化函数拟合单元，用于对所述垃圾抓斗在所述垃圾投放点上被驱动下探的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第二高度变化函数；
第二目标高度预测单元，用于利用所述第二高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动下探的第二目标高度；
高度差判断单元，用于判断所述第二目标高度与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值，是否小于所述垃圾堆积高度的落差上限值且大于所述垃圾堆积高度的落差下限值，若是，则执行第二高度确定单元，若否，则执行第二高度计算单元；
所述第二高度确定单元，用于确定所述第二目标高度为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度；
所述第二高度计算单元，用于计算所述落差上限值与所述落差下限值的平均值，将目标位置的高度作为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度，所述目标位置与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为所述平均值。
一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制设备，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现如上所述的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法的各个步骤。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法的各个步骤。
借由上述技术方案，本申请通过当小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗抓取垃圾，将所述垃圾抓斗提升至第一高度，驱动大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下，在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点，若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。由此可见，通过设定在小车移动至垃圾抓取点停下执行抓取工作，以及小车移动至垃圾投放点停下执行投放工作，并将垃圾投放点的限高值作为垃圾抓斗是否继续工作的判断标准，能够自动实现垃圾抓斗完成定位控制抓投工作，提高了对垃圾的运送效率和运送灵活性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例提供的垃圾抓斗控制系统的一种结构示意图；
图2为本申请实施例提供的实现定位控制垃圾抓斗进行垃圾抓投的一种流程示意图；
图3(a)为本申请实施例提供的小车静止时垃圾抓斗与悬挂点的一种相对位置示意图；
图3(b)为本申请实施例提供的小车匀速移动时垃圾抓斗与悬挂点的一种相对位置示意图；
图4为本申请实施例提供的实现定位控制垃圾抓斗进行垃圾抓投的一种装置结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种实现定位控制垃圾抓斗进行垃圾抓投的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
本申请方案可以基于具备数据处理能力的终端实现，该终端可以是垃圾抓斗控制系统。如图1所示，垃圾抓斗控制系统可以包括大车轨道，以及在大车轨道上行驶的大车，以及在大车上移动的小车，以及安装于小车上的垃圾抓斗。其中，大车、小车和垃圾抓斗在运行空间上可实现X、Y和Z三个坐标方向上的移动。
具体的，大车可以使用X轴的绝对值编码器，以实现大车在X轴方向上运行，小车可以使用Y轴的绝对值编码器，以实现小车在Y轴方向上运行。其中，X轴和Y轴均为水平方向上的坐标轴，Z轴为竖直方向上的坐标轴，垃圾抓斗可以使用Z轴的绝对值编码器，因此垃圾抓斗可以在竖直方向上运行。
其中，垃圾抓斗控制系统的驱动方式可以采用电机与变频器结合的方式。垃圾抓斗控制系统的设备控制方式可以采取PLC结合PC机的方式，由PLC实现对吊车各电机和专用位置控制器的直接控制以及运行位置的信息反馈等；PC机作为上位机，实现对PLC控制命令的发送和整个机械手运行状态的监控。PLC和PC机之间以RS232标准串口通信实现数据交换。
接下来，结合图2所述，本申请的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法可以包括以下步骤：
步骤S110、当小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗抓取垃圾。
具体的，可以通过驱动大车在X轴方向移动，并驱动小车在Y轴方向移动，直至小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗在Z轴方向抓取垃圾。
其中，垃圾抓取点可以表示垃圾堆所在的位置，垃圾抓斗可以在垃圾抓取点抓取垃圾并开始运送。垃圾抓取点的坐标数据可以预先存档在垃圾抓斗控制系统。
步骤S120、将垃圾抓斗提升至第一高度。
其中，第一高度可以表示运载安全高度或运载稳定的高度。
可以理解的是，当第一高度表示运载安全高度时，垃圾抓斗在第一高度上运送垃圾时，若运载的垃圾掉落则不会对相关设备造成严重破坏。当第一高度表示运载稳定的高度时，垃圾抓斗在第一高度上运送垃圾时垃圾掉落的风险低下。
步骤S130、驱动大车和小车移动至垃圾投放点并停下。
其中，垃圾投放点可以表示垃圾抓斗所需将运载的垃圾投放的区域。
步骤S140、在垃圾投放点中，将垃圾抓斗下探至第二高度，并在第二高度下驱动垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至垃圾投放点。
其中，第二高度可以表示释放垃圾时的安全高度。
可以理解的是，当垃圾抓斗在垃圾投放点中以第二高度释放垃圾时，垃圾坠落的能量不会对相关设备造成破坏，与此同时，垃圾抓斗并不会被垃圾投放点中堆积的垃圾所污染。
步骤S150、判断垃圾投放点的垃圾堆积高度是否达到限高值，若是，则执行步骤S160，若否，则执行步骤S170。
具体的，限高值表示垃圾投放点的垃圾堆放的标准值。当垃圾投放点的垃圾堆积高度达到了限高值时，可以表示该个垃圾投放点已完成待处理的垃圾填堆，否则为未完成。
步骤S160、将垃圾抓斗提升至第一高度，驱动大车和小车移动至垃圾抓取点，返回执行步骤S110。
可以理解的是，由于垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到垃圾堆放的标准值，因此需要重复抓取垃圾并投放，因此可以将垃圾抓斗提升至第一高度，驱动大车和小车移动至垃圾抓取点，重新执行垃圾抓取的过程。
步骤S170、完成垃圾抓投工作。
本实施例提供的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法，通过当小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗抓取垃圾，将所述垃圾抓斗提升至第一高度，驱动大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下，在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点，若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。由此可见，通过设定在小车移动至垃圾抓取点停下执行抓取工作，以及小车移动至垃圾投放点停下执行投放工作，并将垃圾投放点的限高值作为垃圾抓斗是否继续工作的判断标准，能够自动实现垃圾抓斗完成定位控制抓投工作，提高了对垃圾的运送效率和运送灵活性。
考虑到上述实施例提到的第一高度表示为安全高度，垃圾抓斗在运载过程中是否安全与垃圾抓斗承重相关，本申请的一些实施例中，垃圾抓斗可以连接有承重探测器，承重探测器可以实时测量垃圾抓斗的承载重量，垃圾抓斗控制系统可以实时获取承重探测器测得的数据，基于此，对上述实施例提到的第一高度的计算过程进行介绍，该过程可以包括：
S1、在垃圾抓取点上，当垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取承重探测器对垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据。
S2、根据垃圾抓斗在垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及垃圾重量数据，计算垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可以理解的是，每当垃圾抓斗控制系统完成一次垃圾抓投时，位于垃圾抓取点的垃圾堆的高度会减小，位于垃圾投放点的垃圾堆的高度会上涨。因此，可以参照多个历史高度数据并结合垃圾重量数据，对第一高度进行推断或计算。
具体的，根据垃圾抓斗在垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及垃圾重量数据，计算垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度的过程可以包括：
S21、对垃圾抓斗在垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第一高度变化函数。
示例如，可以将历史三次垃圾抓斗在垃圾抓取点上被驱动提升的数据进行考量。最近第一次的提升高度为3.00m，最近第二次的提升高度为3.01m，最近第二次的提升高度为3.02m，那么可以线性拟合得出第一高度变化函数为：f1(x)＝-0.01x+3.01。
S22、利用第一高度变化函数预测垃圾抓斗当前在垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度。
示例如，当第一高度变化函数为f1(x)＝-0.01x+3.01时，可以预测当前次在垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度为f1(0)＝-0.01*0+3.01＝3.01(m)。
S23、根据垃圾重量数据，计算垃圾抓斗中的垃圾在第一目标高度处跌落的破坏能量。
具体的，可以利用下式计算垃圾抓斗中的垃圾在第一目标高度处跌落的破坏能量：
E＝mgh
其中，E为垃圾在第一目标高度处跌落的破坏能量，m为垃圾重量数据，g为重力加速度，h为当前次在垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度。
S24、当破坏能量大于预设能量阈值时，根据垃圾重量数据以及预设能量阈值，计算垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
其中，预设能量阈值可以表示垃圾抓斗中的垃圾掉落时对相关设备造成严重破坏的最低能量。
可以理解的是，当破坏能量大于预设能量阈值时，可以表示垃圾抓斗在第一高度上运载垃圾时掉落垃圾可能会对相关设备造成严重破坏，因此需要根据垃圾重量数据重新计算第一高度。
具体的，可以利用第一公式，计算垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
其中，第一公式可以为：
h1＝E0/mg
其中，h1为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，E0为所述预设能量阈值，m为所述垃圾重量数据，g为重力加速度。
S25、当破坏能量不大于预设能量阈值时，将第一目标高度作为垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可以理解的是，当破坏能量不大于预设能量阈值时，可以表示垃圾抓斗在运载垃圾的过程中，就算垃圾掉落也不会对相关设备造成严重破坏。
本实施例提供的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位方法，计算了垃圾抓斗在运载垃圾过程中的第一高度，以使垃圾抓斗在第一高度上运行能够保证垃圾掉落时所造成的能量不会对相关设备造成严重破坏，从而维护设备的安全。
考虑到上述实施例提到的第一高度表示为运载稳定的高度，垃圾抓斗在运载过程中是否运载稳定与垃圾抓斗承重相关，本申请的一些实施例中，垃圾抓斗可以连接有承重探测器，承重探测器可以实时测量垃圾抓斗的承载重量，垃圾抓斗控制系统可以实时获取承重探测器测得的数据，基于此，对上述实施例提到的第一高度的计算过程进行介绍，该过程可以包括：
S1、在垃圾抓取点上，当垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取承重探测器对垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据。
S2、确定与垃圾重量数据对应的第一高度。
可以理解的是，垃圾抓斗所承载不同的垃圾重量对于垃圾抓斗所需提高至的运载稳定的高度不同。由于重量越大惯性越大，垃圾抓斗承载的垃圾越重，在惯性的作用下，垃圾抓斗在移动时所承载的垃圾摇晃幅度越大，运载越不稳定。
基于此，可以针对每个垃圾重量数据对应的第一高度预先测定，使得垃圾抓斗在现场抓取垃圾重量数据的垃圾时，能够直接获取到该个垃圾重量数据对应的第一高度，并将垃圾抓斗提升至第一高度。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的针对每个垃圾重量数据对应的第一高度预先测定的过程进行介绍，其中，垃圾抓斗可以通过引线与悬挂点连接，悬挂点的高度可以绝对固定，具体预先测定目标重量垃圾对应的第一高度的过程可以包括：
S1、驱动垃圾抓斗抓取目标重量垃圾，并将垃圾抓斗提升至参考高度。
具体的，目标重量垃圾和参考高度均可以是预先设定的。
S2、在垃圾抓斗承载目标重量垃圾并悬挂于参考高度下，测量在小车均速移动时引线在竖直方向上的夹角。
示例如图3(a)和图3(b)，当小车在静止状态下引线在竖直方向上的夹角为0，当小车在匀速移动时，垃圾抓斗中的垃圾在惯性的作用下会导致引线在竖直方向上形成夹角θ，随后以夹角θ围绕着中轴线摇晃。可以理解的是，当θ值越小时，摇晃幅度越小，当θ值越大时，摇晃幅度越大。
S3、判断夹角是否大于预设夹角阈值，若是，则执行S4，若否，则执行S5。
具体的，预设夹角阈值可以反映为垃圾抓斗中的垃圾的摇晃幅度标准。
可以理解的是，当夹角大于预设夹角阈值时，垃圾抓斗中的垃圾摇晃程度超过了摇晃幅度标准，可以表示在该高度上承重目标重量垃圾不能够满足运载稳定的要求。当夹角不大于预设夹角阈值时，垃圾抓斗中的垃圾摇晃程度在摇晃幅度标准内，可以表示在该高度上承重目标重量垃圾能够满足运载稳定的要求。
S4、将参考高度提升，得到更新后的参考高度，返回执行S2。
可以理解的是，通过提升参考高度，以拉近垃圾抓斗与悬挂点的距离，从而使垃圾抓斗中的垃圾的移动灵敏性更强，以缩小小车均速移动时引线在竖直方向上的夹角。
S5、确定参考高度为与目标重量垃圾对应的第一高度，以使在小车移动过程中垃圾抓斗的摇晃幅度小于预设幅度。
本实施例提供的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位方法，对每种垃圾重量对应的第一高度进行预先测定，能够保证每种垃圾重量对应的第一高度均符合该种垃圾重量下的运载稳定要求，从而使垃圾抓斗抓取到垃圾重量数据的垃圾时，能够直接确定与垃圾重量数据对应的第一高度。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的第二高度的计算过程进行介绍，该过程可以包括：
S1、对垃圾抓斗在垃圾投放点上被驱动下探的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第二高度变化函数。
示例如，可以将历史三次垃圾抓斗在垃圾抓取点上被驱动下探的数据进行考量。最近第一次的下探高度为1.25m，最近第二次的提升高度为1.24m，最近第二次的提升高度为1.23m，那么可以线性拟合得出第二高度变化函数为：f2(x)＝0.01x+1.26。
S2、利用第二高度变化函数预测垃圾抓斗当前在垃圾抓取点上被驱动下探的第二目标高度。
示例如，当第二高度变化函数为f2(x)＝0.01x+1.26时，可以预测当前次在垃圾抓取点上被驱动提升的第二目标高度为f2(0)＝0.01*0+1.26＝1.26(m)。
S3、判断第二目标高度与垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值，是否小于垃圾堆积高度的落差上限值且大于垃圾堆积高度的落差下限值，若是，则执行S4，若否，则执行S5。
可以理解的是，当所述差值超过了落差上限值时，垃圾抓斗投放垃圾时由于落差大而存在对相关设备造成破坏的风险。当所述差值低于落差下限值时，垃圾抓斗在投放垃圾前已经与垃圾投放点中堆放的垃圾接触，存在垃圾抓斗被垃圾污染、被腐蚀的风险。
示例如，当前垃圾堆积高度为1.06m，第二目标高度为1.26m，那么第二目标高度与垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为0.2m
S4、确定第二目标高度为垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度。
S5、计算落差上限值与落差下限值的平均值，将目标位置的高度作为垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度。
其中，所述目标位置与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值可以为所述平均值。
具体的，当第二目标高度与垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值不在落差上限值和落差下限值时，可以将第二高度值平衡为与垃圾堆积高度距离为所述平均值的高度。
示例如，当前垃圾堆积高度为1.06m，第二目标高度为1.26m，那么第二目标高度与垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为0.2m，若落差上限值为0.18m，落差下限值为0.06m，由于0.2m＞0.18m，那么可以将第二高度确定为((0.18m+0.06m)/2)+1.06m＝1.18m。
下面对本申请实施例提供的实现垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的装置进行描述，下文描述的实现垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的装置与上文描述的实现垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法可相互对应参照。
参见图4，图4为本申请实施例公开的一种实现垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的装置结构示意图。
如图4所示，该装置可以包括：
垃圾抓取单元11，用于当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾；
抓斗提升单元12，用于将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
小车移动单元13，用于驱动所述大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
垃圾投放单元14，用于在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
起点返回单元15，用于若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
该装置还包括：
承重探测单元，用于在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
第一高度第一计算单元，用于根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，所述第一高度第一计算单元，包括：
第一高度变化函数拟合单元，用于对所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第一高度变化函数；
第一目标高度预测单元，用于利用所述第一高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度；
破坏能量计算单元，用于根据所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗中的垃圾在所述第一目标高度处跌落的破坏能量；
第一计算单元，用于当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度；
第一高度确定单元，用于当所述破坏能量不大于所述预设能量阈值时，将所述第一目标高度作为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
可选的，所述第一计算单元，包括：
第一公式计算单元，用于利用第一公式，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，所述第一公式为：
h1＝E0/mg
其中，h1为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，E0为所述预设能量阈值，m为所述垃圾重量数据，g为重力加速度。
可选的，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
该装置还包括：
承重探测单元，用于在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
第一高度对应确定单元，用于确定与所述垃圾重量数据对应的第一高度。
可选的，所述垃圾抓斗通过引线与悬挂点连接；
该装置还包括：
测定参数设置单元，用于驱动所述垃圾抓斗抓取目标重量垃圾，并将所述垃圾抓斗提升至参考高度；
夹角测量单元，用于在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角；
夹角判断单元，用于判断所述夹角是否大于预设夹角阈值，若是，则执行参考高度提升单元，若否，则执行第一高度最终确定单元；
所述参考高度提升单元，用于将所述参考高度提升，得到更新后的参考高度，并返回执行所述夹角测量单元；
所述第一高度最终确定单元，用于确定所述参考高度为与所述目标重量垃圾对应的第一高度，以使在所述小车移动过程中所述垃圾抓斗的摇晃幅度小于预设幅度。
可选的，该装置还包括：
第二高度变化函数拟合单元，用于对所述垃圾抓斗在所述垃圾投放点上被驱动下探的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第二高度变化函数；
第二目标高度预测单元，用于利用所述第二高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动下探的第二目标高度；
高度差判断单元，用于判断所述第二目标高度与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值，是否小于所述垃圾堆积高度的落差上限值且大于所述垃圾堆积高度的落差下限值，若是，则执行第二高度确定单元，若否，则执行第二高度计算单元；
所述第二高度确定单元，用于确定所述第二目标高度为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度；
所述第二高度计算单元，用于计算所述落差上限值与所述落差下限值的平均值，将目标位置的高度作为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度，所述目标位置与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为所述平均值。
本申请实施例提供的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的装置可应用于垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的设备，如垃圾抓斗控制系统。可选的，图5示出了垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的设备的硬件结构框图，参照图5，垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制的设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器；
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
当小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗抓取垃圾；
将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
驱动大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
当小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动垃圾抓斗抓取垃圾；
将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
驱动大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法，其特征在于，应用于垃圾抓斗控制系统，所述垃圾抓斗控制系统包括大车轨道、在所述大车轨道上行驶的大车、在所述大车上移动的小车，以及安装于所述小车上的垃圾抓斗；
该方法包括：
当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾；
将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
驱动所述大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
所述第一高度的计算过程，包括：
在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据，以及所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，包括：
对所述垃圾抓斗在所述垃圾抓取点上被驱动提升的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第一高度变化函数；
利用所述第一高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动提升的第一目标高度；
根据所述垃圾重量数据，计算所述垃圾抓斗中的垃圾在所述第一目标高度处跌落的破坏能量；
当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度；
当所述破坏能量不大于所述预设能量阈值时，将所述第一目标高度作为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述破坏能量大于预设能量阈值时，根据所述垃圾重量数据以及所述预设能量阈值，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，包括：
利用第一公式，计算所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，所述第一公式为：
h1＝E0/mg
其中，h1为所述垃圾抓斗被驱动提升至的第一高度，E0为所述预设能量阈值，m为所述垃圾重量数据，g为重力加速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述垃圾抓斗连接有承重探测器；
所述第一高度的计算过程，包括：
在所述垃圾抓取点上，当所述垃圾抓斗开始被驱动提升时，获取所述承重探测器对所述垃圾抓斗中的垃圾进行重量探测得到的垃圾重量数据；
确定与所述垃圾重量数据对应的第一高度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述垃圾抓斗通过引线与悬挂点连接；
与目标重量垃圾对应的第一高度的计算过程，包括：
驱动所述垃圾抓斗抓取目标重量垃圾，并将所述垃圾抓斗提升至参考高度；
在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角；
判断所述夹角是否大于预设夹角阈值；
若是，则将所述参考高度提升，得到更新后的参考高度，并返回执行在所述垃圾抓斗承载所述目标重量垃圾并悬挂于所述参考高度下，测量在所述小车均速移动时所述引线在竖直方向上的夹角的步骤；
若否，则确定所述参考高度为与所述目标重量垃圾对应的第一高度，以使在所述小车移动过程中所述垃圾抓斗的摇晃幅度小于预设幅度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第二高度的计算过程，包括：
对所述垃圾抓斗在所述垃圾投放点上被驱动下探的若干个历史高度数据进行线性拟合，得到第二高度变化函数；
利用所述第二高度变化函数预测所述垃圾抓斗当前在所述垃圾抓取点上被驱动下探的第二目标高度；
判断所述第二目标高度与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值，是否小于所述垃圾堆积高度的落差上限值且大于所述垃圾堆积高度的落差下限值；
若是，则确定所述第二目标高度为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度；
若否，则计算所述落差上限值与所述落差下限值的平均值，将目标位置的高度作为所述垃圾抓斗被驱动下探至的第二高度，所述目标位置与所述垃圾投放点的垃圾堆积高度之间的差值为所述平均值。
8.一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制装置，其特征在于，应用于垃圾抓斗控制系统，所述垃圾抓斗控制系统包括大车轨道、在所述大车轨道上行驶的大车、在所述大车上移动的小车，以及安装于所述小车上的垃圾抓斗；
该装置包括：
垃圾抓取单元，用于当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾；
抓斗提升单元，用于将所述垃圾抓斗提升至第一高度；
小车移动单元，用于驱动所述大车和所述小车移动至垃圾投放点并停下；
垃圾投放单元，用于在所述垃圾投放点中，将所述垃圾抓斗下探至第二高度，并在所述第二高度下驱动所述垃圾抓斗打开，以将垃圾投放至所述垃圾投放点；
起点返回单元，用于若所述垃圾投放点的垃圾堆积高度未达到限高值，则将所述垃圾抓斗提升至所述第一高度，驱动所述大车和所述小车移动至所述垃圾抓取点，并返回执行当所述小车移动至垃圾抓取点后停下时，驱动所述垃圾抓斗抓取垃圾的步骤，直至所述垃圾投放点的垃圾高度到达所述限高值时，完成垃圾抓投工作。
9.一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1-7任一项的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法的各个步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项的垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法的各个步骤。
Priority Applications (1)
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| CN202311424707.0A CN117208436A (zh) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 一种垃圾抓斗进行垃圾抓投的定位控制方法及其相关装置 |
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