RU2703086C2 - Autonomous loading vehicle controller - Google Patents
Autonomous loading vehicle controller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703086C2 RU2703086C2 RU2016134403A RU2016134403A RU2703086C2 RU 2703086 C2 RU2703086 C2 RU 2703086C2 RU 2016134403 A RU2016134403 A RU 2016134403A RU 2016134403 A RU2016134403 A RU 2016134403A RU 2703086 C2 RU2703086 C2 RU 2703086C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bucket
- control device
- sensor signal
- scooping
- controller
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
- E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
- E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
- E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/2029—Controlling the position of implements in function of its load, e.g. modifying the attitude of implements in accordance to vehicle speed
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Данная заявка притязает на преимущества даты подачи заявки на патент США № 61/931,243, поданной 24 января 2014, и заявки на патент США № 62/033,904, поданной 6 августа 2014, содержание которых полностью включено в данный документ путем ссылки.This application claims the benefits of the filing date of US patent application No. 61 / 931,243, filed January 24, 2014, and patent application US No. 62 / 033,904, filed August 6, 2014, the contents of which are fully incorporated herein by reference.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Данное изобретение относится к управлению землеройно-транспортными/погрузочно-транспортными средствами. В частности, данное изобретение относится к автономному или полуавтономному управлению землеройно-транспортными/погрузочно-транспортными средствами.This invention relates to the management of earth moving / material handling vehicles. In particular, this invention relates to autonomous or semi-autonomous driving of earth moving / loading vehicles.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Автономные (или роботизированные) землеройно-транспортные/погрузочно-транспортные средства представляют интерес в горнодобывающей и строительной отраслях, в которых стоит задача удаления операторов из опасных окружающих сред, повышения степени использования и производительности машин и уменьшения эксплуатационных затрат. Автономная выемка грунта также представляет интерес в изучении Луны или планет, на которых выемка грунта не может быть легко выполнена посредством дистанционного управления.Autonomous (or robotic) earth moving / loading vehicles are of interest in the mining and construction industries, where the task is to remove operators from hazardous environments, increase the degree of utilization and productivity of machines, and reduce operating costs. Autonomous excavation is also of interest in the study of the moon or planets, on which excavation cannot be easily performed by remote control.
В горнодобывающей и строительной отраслях автономная выемка грунта обычно включает разработку раздробленной породы с использованием погрузочно-доставочной машины (LHD). То, что делает роботизированную выемку грунта сложной задачей, - это характер взаимодействий между ковшом и породой. На эксплуатационные характеристики сильно влияют условия взаимодействия между машиной и средой, окружающей ее. Например, сопротивление, с которым сталкивается ковш, когда он пытается проникнуть в навал породы, может изменяться в значительной степени в зависимости от свойств среды (например, плотности и твердости), геометрии навала породы и распределения размеров и форм частиц породы. Действительно, будет очень трудно заранее определить точный характер будущих взаимодействий ковша и породы перед выполнением какой-либо конкретной операции по разработке/выемке грунта.In the mining and construction industries, autonomous excavation typically involves the development of crushed rock using a material handling machine (LHD). What makes robotic excavation a difficult task is the nature of the interactions between the bucket and the rock. Operational characteristics are strongly influenced by the conditions of interaction between the machine and the environment surrounding it. For example, the resistance that the bucket encounters when it tries to penetrate into the rock bulk can vary significantly depending on the properties of the medium (e.g. density and hardness), the geometry of the rock bulk, and the distribution of sizes and shapes of the rock particles. Indeed, it will be very difficult to determine in advance the exact nature of future bucket – rock interactions before performing any particular mining / excavation operation.
В предыдущих разработках предпринимались попытки автоматизировать выемку грунта/землеройные работы путем использования устройства управления и сил, измеряемых на ковше, для смещения между отдельными траекториями черпания для выемки из навала породы или использования устройства регулирования по податливости для черпания заданных грунтов. Оба данных устройства управления/регулирования были протестированы только в сравнительно однородных материалах, и они не работали надлежащим образом при столкновении с подземными неровностями. Следовательно, они плохо подходили для автономной разработки типовых навалов породы и в реальных ситуациях, в которых часто сталкиваются с подземными препятствиями. Другие разработки, в которых использовалось устройство управления на принципах нечеткой логики, давали нестабильные результаты, и их трудно реализовать и поддерживать в качестве коммерческого продукта. Было предложено устройство регулирования, базирующееся на регулировании по податливости и использующее измеренные силы для регулирования скорости исполнительного механизма ковша, но оно никогда не было реализовано или протестировано.Previous designs have attempted to automate excavation / excavation by using a control device and forces measured on a bucket to offset between separate scooping trajectories for excavation from a rock pile or using a malleability control device to scoop specified soils. Both of these control / regulation devices were tested only in relatively homogeneous materials, and they did not work properly in a collision with underground bumps. Consequently, they were poorly suited for the autonomous development of typical rock bulk in real situations in which they often encounter underground obstacles. Other developments that used a control device based on fuzzy logic gave unstable results and are difficult to implement and maintain as a commercial product. A control device has been proposed based on compliance control and using measured forces to control the speed of the bucket actuator, but it has never been implemented or tested.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В данном документе описано устройство управления черпанием, предназначенное для автономного или полуавтономного погрузочно-транспортного средства (ALV), содержащее: по меньшей мере, один контроллер, который управляет ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с, по меньшей мере, одним сигналом датчика, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания; при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика получен от, по меньшей мере, одного датчика, соединенного с одним или более исполнительными механизмами, отличными от исполнительного механизма ковша, или с одним или более приводными элементами.This document describes a scoop control device for an autonomous or semi-autonomous truck (ALV), comprising: at least one controller that controls a bucket and / or autonomous truck in accordance with at least one a sensor signal, while this at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and bulk rock during scooping; however, this at least one sensor signal is received from at least one sensor connected to one or more actuators other than the bucket actuator, or to one or more drive elements.
В одном варианте осуществления устройство управления черпанием дополнительно содержит, по меньшей мере, один итерационный обучающийся регулятор (ILC), который использует обратную связь от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания для модифицирования данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика, выданного данному, по меньшей мере, одному контроллеру.In one embodiment, the scoop control device further comprises at least one iterative learning controller (ILC), which uses feedback from at least one previous scooping to modify a given at least one sensor signal issued to a given at least one controller.
В данном документе также описано устройство управления черпанием, предназначенное для автономного погрузочно-транспортного средства, содержащее: по меньшей мере, один контроллер, который управляет ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с, по меньшей мере, одним сигналом датчика, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания, и, по меньшей мере, один итерационный обучающийся регулятор, который использует обратную связь от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания для модифицирования данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика, выданного данному, по меньшей мере, одному контроллеру.This document also describes a scoop control device for a stand-alone truck, comprising: at least one controller that controls a bucket and / or stand-alone truck in accordance with at least one sensor signal, when this given at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and the bulk of the rock during digging, and at least one iterative learning controller that uses feedback t, at least one previous digging for modification of at least one sensor signal outputted present, at least one controller.
В одном варианте осуществления данный, по меньшей мере, один контроллер содержит, по меньшей мере, одно устройство регулирования по податливости (адмитансный контроллер). В одном варианте осуществления данный, по меньшей мере, один сигнал датчика получают посредством измерения силы, воспринимаемой исполнительным механизмом стрелы. В другом варианте осуществления данный, по меньшей мере, один сигнал датчика получают посредством измерения силы, воспринимаемой приводным элементом.In one embodiment, the at least one controller comprises at least one compliance control device (admittance controller). In one embodiment, the at least one sensor signal is obtained by measuring the force perceived by the boom actuator. In another embodiment, the at least one sensor signal is obtained by measuring the force perceived by the drive element.
В одном варианте осуществления устройство регулирования по податливости может регулировать скорость ковша. По меньшей мере, одно устройство регулирования по податливости может содержать устройство адаптивного регулирования по податливости. Устройство адаптивного регулирования по податливости может динамически регулировать, по меньшей мере, один параметр в ответ на различие между сигналом датчика и заданным сигналом.In one embodiment, the malleability control device may adjust the bucket speed. At least one compliance control device may comprise an adaptive compliance control device. The adaptive compliance control device can dynamically adjust at least one parameter in response to the difference between the sensor signal and the predetermined signal.
В одном варианте осуществления данный, по меньшей мере, один контроллер преобразует один или более сигналов датчиков в диапазон возможных скоростей ковша или скоростей автономного погрузочно-транспортного средства посредством использования, по меньшей мере, одного из пропорционального, интегрального и дифференциального регулирования.In one embodiment, the at least one controller converts one or more sensor signals into a range of possible bucket speeds or speeds of the autonomous truck by using at least one of proportional, integral, and differential control.
В одном варианте осуществления данный, по меньшей мере, один контроллер может преобразовывать суммарное отклонение силы в диапазон возможных измеренных сил посредством использования, по меньшей мере, одного из пропорционального, интегрального или дифференциального регулирования. В другом варианте осуществления данный, по меньшей мере, один итерационный обучающийся регулятор может преобразовывать сигнал от предыдущего черпания в изменения в выходном сигнале устройства управления черпанием посредством использования, по меньшей мере, одного из пропорционального, интегрального и дифференциального регулирования.In one embodiment, the at least one controller can convert the total force deviation into a range of possible measured forces by using at least one of proportional, integral, or differential control. In another embodiment, the at least one iterative learning controller can convert the signal from previous scooping into changes in the output of the scoop control device by using at least one of proportional, integral, and differential control.
В одном варианте осуществления устройство управления черпанием может модифицировать данный, по меньшей мере, один сигнал датчика, выданный устройству управления, так, что скорость ковша или скорость автономного погрузочно-транспортного средства изменяются.In one embodiment, the scoop control device can modify a given at least one sensor signal issued to the control device so that the bucket speed or the speed of the autonomous truck changes.
В одном варианте осуществления устройство управления черпанием может содержать, по меньшей мере, один регулятор положения, который регулирует, по меньшей мере, одно из перемещения ковша автономного погрузочно-транспортного средства в, по меньшей мере, одно выбранное положение и перемещения автономного погрузочно-транспортного средства относительно навала породы. В другом варианте осуществления устройство управления черпанием может содержать первый итерационный обучающийся регулятор скорости, который изменяет скорость автономного погрузочно-транспортного средства на основе сигнала датчика, характеризующего взаимодействие между ковшом и навалом породы во время, по меньшей мере, одного предыдущего черпания, и второй итерационный обучающийся регулятор, который модифицирует сигнал датчика, полученный исходя из измерения отклонения силы, действующей на ковш и стрелу при, по меньшей мере, одном предыдущем черпании.In one embodiment, the scoop control device may comprise at least one position adjuster that controls at least one of the movement of the bucket of the autonomous truck to at least one selected position and the movements of the autonomous truck relative to the bulk of the rock. In another embodiment, the scoop control device may comprise a first iterative learning speed controller that changes the speed of the autonomous truck based on a sensor signal characterizing the interaction between the bucket and the bulk of the rock during at least one previous scooping, and a second iterative learner a regulator that modifies the sensor signal obtained from measuring the deviation of the force acting on the bucket and boom for at least one p edyduschem digging.
В еще одном варианте осуществления устройство управления черпанием может содержать первый итерационный обучающийся регулятор, который модифицирует сигнал датчика, выдаваемый устройству регулирования стрелы по податливости, и второй итерационный обучающийся регулятор, который модифицирует сигнал датчика, выдаваемый устройству регулирования ковша по податливости, при этом модифицирование базируется на обратной связи от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания.In yet another embodiment, the scooping control device may comprise a first iterative learning controller that modifies the sensor signal outputted by the malleability control device, and a second iterative learning controller that modifies the sensor signal outputted by the malleability adjustment device, the modification being based on feedback from at least one previous scooping.
В данном документе также описано программное средство, предназначенное для использования вместе с устройством управления черпанием, предназначенным для автономного погрузочно-транспортного средства и содержащим компьютер, при этом программное средство содержит: компьютерную программу, хранящуюся на энергонезависимом носителе информации, совместимом с компьютером, при этом компьютерная программа содержит команды для управления компьютером для выполнения одного или более из: получения, по меньшей мере, одного сигнала датчика от, по меньшей мере, одного датчика, взаимодействующего с одним или более исполнительными механизмами, отличными от исполнительного механизма ковша, или одним или более приводными элементами, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания, и управления ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с данным, по меньшей мере, одним сигналом датчика.This document also describes a software tool for use with a scoop control device for a self-contained material handling vehicle and comprising a computer, the software tool comprising: a computer program stored on a non-volatile storage medium compatible with a computer, and a computer the program contains commands for controlling a computer to perform one or more of: receiving at least one sensor signal from, in m at least one sensor interacting with one or more actuators other than the actuator of the bucket, or one or more drive elements, while this at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and the bulk of the rock during scooping, and control the bucket and / or autonomous truck in accordance with this at least one sensor signal.
В данном документе также описано программное средство, предназначенное для использования вместе с устройством управления черпанием, предназначенным для автономного погрузочно-транспортного средства и содержащим компьютер, при этом программное средство содержит: компьютерную программу, хранящуюся на энергонезависимом носителе информации, совместимом с компьютером, при этом компьютерная программа содержит команды для управления компьютером для выполнения одного или более из: управления ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с, по меньшей мере, одним сигналом датчика, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания, или выдачи указания итерационному обучающемуся регулятору использовать обратную связь от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания для модифицирования данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика, при этом модифицирование данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика изменяет управление ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством.This document also describes a software tool for use with a scoop control device for a self-contained material handling vehicle and comprising a computer, the software tool comprising: a computer program stored on a non-volatile storage medium compatible with a computer, and a computer the program contains commands for controlling a computer to perform one or more of: controlling a bucket and / or autonomous material handling vehicle means in accordance with at least one sensor signal, while this at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and the bulk of the rock during scooping, or instructing the iterative learning controller to use feedback from at least , one previous scooping to modify this at least one sensor signal, while modifying this at least one sensor signal changes the control of the bucket and / or autonomous loading trans tailor tool.
В данном документе также описан способ управления автономным погрузочно-транспортным средством, включающий: получение, по меньшей мере, одного сигнала датчика от, по меньшей мере, одного датчика, взаимодействующего с одним или более исполнительными механизмами, отличными от исполнительного механизма ковша, или одним или более приводными элементами, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания; и управление ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с данным, по меньшей мере, одним сигналом датчика.This document also describes a method for controlling an autonomous loading vehicle, including: receiving at least one sensor signal from at least one sensor interacting with one or more actuators other than the bucket actuator, or one or more driven elements, while this at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and the bulk of the rock during digging; and controlling a bucket and / or autonomous truck in accordance with the at least one sensor signal.
В данном документе также описан способ управления автономным погрузочно-транспортным средством, включающий: управление ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством в соответствии с, по меньшей мере, одним сигналом датчика, при этом данный, по меньшей мере, один сигнал датчика характеризует взаимодействие между ковшом и навалом породы во время черпания; и модифицирование данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика посредством использования, по меньшей мере, одного итерационного обучающегося регулятора, в который включена обратная связь от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания, при этом модифицирование данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика изменяет управление ковшом и/или автономным погрузочно-транспортным средством.This document also describes a method for driving an autonomous truck, including: controlling a bucket and / or autonomous truck in accordance with at least one sensor signal, while this at least one sensor signal characterizes the interaction between the bucket and the bulk of the rock during digging; and modifying the at least one sensor signal by using at least one iterative learning controller, which includes feedback from at least one previous scooping, while modifying this at least one sensor signal changes the control of the bucket and / or autonomous truck.
В одном варианте осуществления способ может включать модифицирование данного, по меньшей мере, одного сигнала датчика, выдаваемого устройству управления/контроллеру, так, что скорость ковша или скорость автономного погрузочно-транспортного средства изменяются. Управление может дополнительно включать динамическое регулирование, по меньшей мере, одного параметра в ответ на различие между сигналом датчика и заданным сигналом.In one embodiment, the method may include modifying the at least one sensor signal output to the control device / controller such that the bucket speed or the speed of the autonomous truck changes. The control may further include dynamically adjusting at least one parameter in response to a difference between the sensor signal and the predetermined signal.
Способ может дополнительно включать управление, по меньшей мере, одним из перемещения ковша автономного погрузочно-транспортного средства в, по меньшей мере, одно выбранное положение и перемещения автономного погрузочно-транспортного средства относительно навала породы. Способ может дополнительно включать изменение скорости автономного погрузочно-транспортного средства на основе сигнала датчика, характеризующего взаимодействие между ковшом и навалом породы во время, по меньшей мере, одного предыдущего черпания, и модифицирование сигнала датчика, полученного исходя из измерения отклонения силы, действующей на ковш и стрелу при, по меньшей мере, одном предыдущем черпании. Способ может дополнительно включать модифицирование сигнала датчика, выдаваемого устройству регулирования стрелы по податливости, и модифицирование сигнала датчика, выдаваемого устройству регулирования ковша по податливости, при этом модифицирование базируется на обратной связи от, по меньшей мере, одного предыдущего черпания.The method may further include controlling at least one of the movement of the bucket of the autonomous truck to at least one selected position and the movement of the autonomous truck relative to the bulk of the rock. The method may further include varying the speed of the autonomous truck based on a sensor signal characterizing the interaction between the bucket and bulk in the course of at least one previous scooping, and modifying the sensor signal obtained from the measurement of the deviation of the force acting on the bucket and an arrow with at least one previous scooping. The method may further include modifying the sensor signal outputted to the malleability control device, and modifying the sensor signal outputted by the malleability adjustment device, the modification being based on feedback from at least one previous scooping.
В одном варианте осуществления управление может включать преобразование суммарного отклонения силы в диапазон возможных измеренных сил посредством использования, по меньшей мере, одного из пропорционального, интегрального и дифференциального регулирования. Способ может дополнительно включать преобразование сигнала от предыдущего черпания в изменения в выходном сигнале устройства управления черпанием посредством использования, по меньшей мере, одного из пропорционального, интегрального и дифференциального регулирования.In one embodiment, the control may include converting the total force deviation into a range of possible measured forces by using at least one of proportional, integral, and differential control. The method may further include converting the signal from the previous scooping into changes in the output of the scoop control device by using at least one of proportional, integral, and differential control.
В другом варианте осуществления управление полезным грузом может осуществляться на основе параметра состояния отрыва или посредством модифицирования подобного параметра.In another embodiment, the payload can be controlled based on a tear-off state parameter or by modifying such a parameter.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Для большего понимания изобретения и для более четкой демонстрации того, как оно может быть осуществлено, варианты осуществления будут описаны в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, в которых:For a better understanding of the invention and for a clearer demonstration of how it can be implemented, embodiments will be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг. 1А представляет собой схематическое изображение автономного погрузочно-транспортного средства;FIG. 1A is a schematic illustration of a stand-alone truck;
фиг. 1В-1D представляют собой схематические изображения автономного погрузочно-транспортного средства во время трех фаз черпания, соответствующих врезанию (фиг. 1В), черпанию (фиг. 1С) и отрыву (фиг. 1D);FIG. 1B-1D are schematic views of a stand-alone truck during three phases of scooping, corresponding to plunge (FIG. 1B), scooping (FIG. 1C) and separation (FIG. 1D);
фиг. 2А и 2В представляют собой блок-схемы обобщенных вариантов осуществления устройства управления черпанием;FIG. 2A and 2B are block diagrams of generalized embodiments of a scoop control device;
фиг. 3А представляет собой блок-схему устройства регулирования по податливости при черпании в соответствии с одним вариантом осуществления;FIG. 3A is a block diagram of a scoop control device in accordance with one embodiment;
фиг. 3В представляет собой блок-схему примера логики управления черпанием, используемой в вариантах осуществления устройства управления черпанием;FIG. 3B is a block diagram of an example scoop control logic used in embodiments of a scoop control device;
фиг. 3С представляет собой блок-схему устройства управления черпанием в соответствии с одним вариантом осуществления, который включает в себя устройство регулирования по податливости;FIG. 3C is a block diagram of a scoop control device in accordance with one embodiment, which includes a malleability control device;
фиг. 3D представляет собой блок-схему устройства управления черпанием в соответствии с одним вариантом осуществления, который включает в себя итерационный обучающийся регулятор (ILC);FIG. 3D is a block diagram of a scoop control device in accordance with one embodiment, which includes an iterative learning controller (ILC);
фиг. 3Е представляет собой блок-схему устройства управления черпанием в соответствии с другим вариантом осуществления, который включает в себя итерационный обучающийся регулятор;FIG. 3E is a block diagram of a scoop control device in accordance with another embodiment that includes an iterative learning controller;
фиг. 4А и 4В представляют собой блок-схемы, показывающие генерирование корректировок сил для стрелы и ковша в соответствии с вариантами осуществления;FIG. 4A and 4B are flowcharts showing the generation of force corrections for the boom and bucket in accordance with embodiments;
фиг. 4С и 4D представляют собой блок-схемы, показывающие генерирование корректировки положения дроссельного регулятора врезания в соответствии с вариантами осуществления;FIG. 4C and 4D are flowcharts showing the generation of adjustments to the position of the throttle infeed regulator in accordance with embodiments;
фиг. 5 представляет собой график, показывающий значения эффективности черпания для 57 попыток черпания при использовании постановки эксперимента по Примеру 1;FIG. 5 is a graph showing scoop performance values for 57 scoop attempts using the experimental setup of Example 1;
фиг. 6А и 6В представляют собой графики, показывающие заданные профили сил, действующих соответственно на стрелу и ковш, и заданные силы (в прямоугольных рамках), используемых устройствами регулирования стрелы и ковша по податливости в варианте осуществления, описанном в Примере 2;FIG. 6A and 6B are graphs showing predetermined profiles of forces acting on the boom and bucket, respectively, and predetermined forces (in rectangular frames) used by the malleability control devices of the boom and bucket in the embodiment described in Example 2;
фиг. 7 представляет собой график, показывающий заданную и фактическую скорость изменения силы врезания, действующей на стрелу, в соответствии с вариантом осуществления, описанным в Примере 2; иFIG. 7 is a graph showing a predetermined and actual rate of change of a plunging force acting on an arrow in accordance with the embodiment described in Example 2; and
фиг. 8 представляет собой график, показывающий заданные силы, действующие на стрелу и ковш и используемые для вычисления суммарного отклонения для каждой из попыток черпания (темное затенение для отрицательного отклонения; светлое затенение для положительного отклонения) для варианта осуществления, описанного в Примере 2.FIG. 8 is a graph showing predetermined forces acting on the boom and bucket and used to calculate the total deviation for each scooping attempt (dark shading for negative deflection; light shading for positive deflection) for the embodiment described in Example 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
В используемом в данном документе смысле термин «автономное погрузочно-транспортное средство» (ALV) предназначен для обозначения по существу автономного, полуавтономного или роботизированного экскаватора или погрузочно-доставочного (LHD) транспортного средства, используемого в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе.As used herein, the term “self-propelled truck” (ALV) is intended to mean a substantially autonomous, semi-autonomous or robotic excavator or material handling truck (LHD) used in accordance with the embodiments described herein.
В используемом в данном документе смысле термин «исполнительный механизм» предназначен для обозначения компонента автономного погрузочно-транспортного средства, который вызывает изменение конфигурации и/или движения транспортного средства. Исполнительный механизм может выполнять функцию на основе команды от устройства управления/контроллера/регулятора. Например, конфигурация транспортного средства может включать положение и/или ориентацию стрелы или инструмента для черпания и/или положение и/или ориентацию автономного погрузочно-транспортного средства.As used herein, the term “actuator” is intended to mean a component of a self-contained material handling vehicle that causes a change in configuration and / or movement of the vehicle. The actuator may perform a function based on a command from a control device / controller / controller. For example, a vehicle configuration may include the position and / or orientation of a boom or scoop tool and / or the position and / or orientation of a stand-alone truck.
В используемом в данном документе смысле термин «приводной элемент» предназначен для обозначения компонента автономного погрузочно-транспортного средства, на который воздействует исполнительный механизм, например, такого как стрела или инструмент для черпания, или исполнительного механизма, который в данный момент не получает команду, но подвергается воздействию со стороны другого исполнительного механизма.As used herein, the term “drive element” is intended to mean a component of a self-contained material handling vehicle that is actuated by an actuator, such as an arrow or a scoop tool, or an actuator that is not currently receiving a command, but exposed by another actuator.
В используемом в данном документе смысле термин «ковш» предназначен для обозначения в целом предназначенного для черпания инструмента автономного погрузочно-транспортного средства, которое может содержать ковш, нож, долото, вилы, зонд, режущий зубок или другой инструмент, известный в данной области техники.As used herein, the term “bucket” is intended to mean a generally intended tool for scooping a stand-alone material handling vehicle, which may comprise a bucket, knife, chisel, pitchfork, probe, cutting tooth or other tool known in the art.
В используемом в данном документе смысле термин «навал породы» предназначен для обозначения в целом материала, загружаемого автономным погрузочно-транспортным средством. Следует понимать, что материал может представлять собой материал любого типа или состава, который может быть связан с землеройными работами, строительством, разработкой месторождений и разведочными работами, например, такой как земля, песок, гравий, руда, шлак, соль, обломки горной породы, реголит или любая их комбинация, но возможные материалы не ограничены вышеуказанными.As used herein, the term “bulk rock” is intended to mean generally the material loaded by an autonomous material handling vehicle. It should be understood that the material may be any type of material or composition that may be associated with earthmoving, construction, mining and exploration, such as, for example, earth, sand, gravel, ore, slag, salt, rock fragments, regolith or any combination thereof, but possible materials are not limited to the above.
В используемом в данном документе смысле термин «черпание» предназначен для обозначения в целом действий, осуществляемых автономным погрузочно-транспортным средством для выполнения заданной функции посредством использования его ковша. Например, заданная функция может заключаться в заполнении ковша материалом из навала породы, при этом термин «черпать» (“dig”) можно рассматривать как эквивалентный термину «вынимать грунт» (“excavate”). Тем не менее, другие действия (например, «погрузка») также могут выполняться и могут, если требуется, предусматривать использование других инструментов для черпания. Управление черпанием, которое выполняется автономным погрузочно-транспортным средством, осуществляется посредством вариантов осуществления устройства управления черпанием, описанных в данном документе.In the sense used in this document, the term "scooping" is intended to refer generally to the actions carried out by an autonomous truck to perform a given function by using its bucket. For example, a given function may consist in filling the bucket with material from the rock pile, and the term “dig” can be considered equivalent to the term “excavate”. However, other actions (eg, “loading”) can also be performed and may, if required, involve the use of other scooping tools. The scooping control, which is performed by the autonomous material handling vehicle, is carried out by means of the scoop control device embodiments described herein.
В используемом в данном документе смысле термин «модифицировать» означает «изменять», «регулировать» или «менять» величину или значение, например, увеличивать или уменьшать величину или значение. Величина или значение могут относиться к сигналу датчика. Модифицирование может выполняться в соответствии с математической операцией или функцией и/или может выполняться в соответствии с константой.As used herein, the term “modify” means “change”, “adjust” or “change” a quantity or value, for example, increase or decrease a quantity or value. The value or value may relate to the sensor signal. The modification may be performed in accordance with a mathematical operation or function and / or may be performed in accordance with a constant.
Варианты осуществления устройства управления черпанием, предназначенные для автономных погрузочно-транспортных средств, описанных в данном документе, обеспечивают эффективную автономную выемку грунта/черпание при широком ряде материалов в таких применениях, как разработка месторождений, строительство и разведочные работы. Варианты осуществления особенно эффективны для навалов породы, включающих в себя раздробленную породу с произвольными размерами обломков породы, с которой могут сталкиваться, например, в таких применениях, как разработка месторождений и строительство.Embodiments of the scoop control device for autonomous material handling vehicles described herein provide efficient autonomous excavation / digging for a wide range of materials in applications such as field development, construction, and exploration. Embodiments are particularly effective for bulk rock, including crushed rock with arbitrary sizes of rock fragments that may be encountered, for example, in applications such as mining and construction.
Обобщенное автономное погрузочно-транспортное средство показано на фиг. 1А. Как показано на фиг. 1А, автономное погрузочно-транспортное средство включает в себя ковш 1, прикрепленный к стреле 2. Ковш перемещается за счет приведения в действие линейного исполнительного механизма 3 (наклона) ковша, в то время как стрела перемещается за счет приведения в действия линейного исполнительного механизма 4 (подъема) стрелы. Данные исполнительные механизмы, которые могут быть электрическими, гидравлическими, пневматическими или представлять собой их комбинацию, могут быть снабжены линейными датчиками или кодовыми угломерами для определения конфигурации и/или перемещения ковша. Каждый исполнительный механизм имеет сторону цилиндра и сторону штока, показанные соответственно со ссылочными позициями 7 и 8 для исполнительного механизма 3 ковша. Исполнительные механизмы стрелы и ковша, обозначенные соответственно 4, 3, соединены с транспортным средством 5, которое может обеспечить перемещение стрелы и исполнительных механизмов в заданное место в пределах рабочего пространства. Во время погрузки транспортное средство обеспечивает перемещение стрелы и ковша вперед в навал 6 породы (например, на фиг. 1В). Взаимодействие между ковшом и навалом породы (например, фиг. 1С) вызывает изменения в давлении как на стороне 7 цилиндра, так и на стороне 8 штока обоих линейных исполнительных механизмов (например, фиг. 1D) до тех пор, пока ковш не будет извлечен из навала породы.The generalized autonomous material handling vehicle is shown in FIG. 1A. As shown in FIG. 1A, a self-contained material handling vehicle includes a
На всех блок-схемах по фиг. 2А, 2В, 3А-3Е и 4А-4D описания сигналов приведены в блоках с пунктирными линиями. Как показано на блок-схеме по фиг. 2А, автономное погрузочно-транспортное средство 10, как правило, взаимодействует с навалом 6 породы. Датчики генерируют сигналы 14 датчиков, характеризующие взаимодействие между ковшом и навалом породы (например, силы 40 реакции), и сигналы, характеризующие движение одного или более исполнительных механизмов 50 ковша. Сигналы датчиков могут генерироваться при использовании одного или более датчиков или комбинации датчиков, выбранных из акселерометра, датчика силы, датчика давления, датчика крутящего момента, динамометрического датчика и тензометрического датчика, но возможные датчики не ограничены вышеуказанными. Скорость ковша может измеряться посредством использования одного или более датчиков или комбинации датчиков, измерительных преобразователей и тому подобного, выбранных из акселерометра, регулируемого дифференциального трансформатора с линейной характеристикой, устройства для измерения отражения волн (например, сонара, лазерного датчика, инфракрасного датчика, видеокодера, оптического кодового датчика) и потенциометра (например, струнного, линейного или углового), но возможные датчики и измерительные преобразователи не ограничены вышеуказанными. Сигналы датчиков используются устройством 20 управления черпанием вместе с параметрами 16, такими как заданные силы 12, для генерирования управляющих сигналов 18, которые управляют автономным погрузочно-транспортным средством.In all block diagrams of FIG. 2A, 2B, 3A-3E and 4A-4D, signal descriptions are shown in blocks with dashed lines. As shown in the block diagram of FIG. 2A, a standalone
Варианты осуществления устройства управления черпанием могут включать в себя или использовать сенсорную систему 30 и контроллеры/управляющие устройства для управления режимом черпания, выполняемого автономным погрузочно-транспортным средством. Дополнительные подробности показаны в блок-схеме обобщенного варианта осуществления по фиг. 2В. Сенсорная система 30 включает в себя, по меньшей мере, один датчик 32 и, возможно, формирователь 34 сигналов, который подает сигнал датчика в виде входного сигнала устройству 20 управления черпанием, которое может включать в себя логическое устройство 22 и память 24. Также могут быть предусмотрены органы 26 ручного управления и интерфейс/пульт 28 оператора. Один или более датчиков могут взаимодействовать с приводным элементом 64 автономного погрузочно-транспортного средства. Например, контроллеры могут включать устройство 60 управления исполнительными механизмами для перемещения исполнительных механизмов 62 стрелы и ковша и положение врезания, для внедрения автономного погрузочно-транспортного средства в навал породы и управления перемещением автономного погрузочно-транспортного средства вперед в течение всего черпания. Сенсорная система может обнаружить, что достигнут порог по силе (например, 40 на фиг. 2А), после чего устройство 20 управления черпанием может использовать устройства регулирования по податливости в устройстве 60 управления исполнительными механизмами для регулирования скорости исполнительных механизмов 62 стрелы и/или ковша в зависимости от измеренных сил. Сенсорная система может обнаружить, что шток исполнительного механизма ковша полностью выдвинут (например, 50 на фиг. 2А), после чего перемещение автономного погрузочно-транспортного средства вперед может быть остановлено, и регулятор положения может быть использован для подъема стрелы в положение взвешивания. Сенсорная система 30 может включать в себя, по меньшей мере, один линейный или угловой датчик для каждого исполнительного механизма (например, стрелы и ковша) и, по меньшей мере, один датчик силы для каждого исполнительного механизма. В одном варианте осуществления датчики силы включают в себя один или более датчиков давления на каждом исполнительном механизме (например, один на стороне цилиндра и один на стороне штока гидравлических исполнительных механизмов). Если требуется, сенсорная система может включать в себя датчик для измерения перемещения автономного погрузочно-транспортного средства вперед. Например, датчик может включать в себя один или более из кодового угломера на колесе, инерциального датчика для обнаружения исходного контакта с навалом породы и системы технического зрения для выявления и/или оценки и/или определения характеристик состояния поверхности навала породы. Система технического зрения может включать в себя систему измерения расстояний/дальнометрическую систему, способную генерировать трехмерное изображение поверхности навала породы. Трехмерное изображение может быть использовано для выбора точки контакта между ковшом и навалом породы так, чтобы время и усилие при черпании были минимизированы. В данных вариантах осуществления устройство управления может включать в себя пропорциональный, интегральный или дифференциальный регулятор или любую их комбинацию.Embodiments of the scoop control device may include or use a
Варианты осуществления устройства управления черпанием показаны на фиг. 3А-3Е. Устройство управления черпанием может включать в себя одно или более устройства 20А регулирования по податливости (фиг. 3А). Устройства регулирования по податливости реагируют на изменения в силе изменениями в скорости. Как правило, устройство регулирования по податливости стремится поддерживать соотношение механической податливости между окружающей средой (например, навалом породы) и инструментом для черпания так, чтобы скорость инструмента для черпания изменялась для достижения заданной силы реакции среды. Например, в одном варианте осуществления устройство регулирования по податливости может преобразовывать сигнал, характеризующий силу, в изменение в движении ковша (например, заданную скорость, как показано на фиг. 3С). Сигнал датчика, вводимый в устройство управления черпанием, может представлять собой один или более параметров, выбранных из высоты врезания, угла, заданной силы, действующей на стрелу, характеристики дроссельного регулятора, заданных сил, действующих на стрелу и ковш при черпании, коэффициентов усиления устройств регулирования стрелы и ковша по податливости, состояния отрыва и высоты и угла взвешивания, или может включать все из параметров, включающих высоту врезания, угол, заданную силу, действующую на стрелу, характеристику дроссельного регулятора, заданные силы, действующие на стрелу и ковш при черпании, коэффициенты усиления устройств регулирования стрелы и ковша по податливости, состояние отрыва и высоту и угол взвешивания. Например, в одном варианте осуществления при увеличении силы, действующей на ковш, скорость ковша регулируется для того, чтобы измеренные силы находились в пределах заданных значений. Использование устройств регулирования по податливости обеспечивает получение вариантов осуществления, которые являются относительно инвариантными к взаимодействиям между ковшом и навалом породы, поскольку они регулируют силу, действующую на ковш, а не положение ковша. Данное динамическое регулирование силы особенно желательно для черпания сквозь навал породы со случайными размерами обломков породы, поскольку будет трудно следовать вдоль заранее определенных (то есть статических) заданных траекторий при условии наличия препятствий произвольной формы, которые могут иметься в типовом навале породы. Параметры устройства регулирования по податливости могут включать составляющие законов пропорционального, интегрального или дифференциального регулирования, и регулятор может реализовывать схему линейного или нелинейного регулирования, например, в соответствии с математической операцией или функцией и/или в соответствии с константой. Управление устройством регулирования по податливости может осуществляться путем использования логики 22 управления черпанием, такой как логика, показанная в варианте осуществления по фиг. 3В.Embodiments of the scoop control device are shown in FIG. 3A-3E. The scoop control device may include one or more
Активность устройства регулирования по податливости может определяться одним или более параметрами. В одном варианте осуществления данными параметрами являются положение дроссельного регулятора врезания, предусмотренного в автономном погрузочно-транспортном средстве, и заданные значения 12 сил для устройств 20А регулирования по податливости для стрелы и ковша. Однако эффективность экскавации определяется параметрами регулятора и неизвестными параметрами навала породы (в более общем смысле, параметрами окружающей среды). Неизвестные параметры навала породы могут включать, среди прочего, распределение размеров обломков породы, форму навала, параметры породы (форму, модуль Юнга, коэффициент Пуассона и т.д.), влагосодержание, когезию и угол естественного откоса. На практике было бы нецелесообразно измерять каждый из данных параметров вследствие их количества и вследствие того, что навал породы изменяется столь часто. Несмотря на то, что существуют уравнения для моделирования более однородных материалов, таких как почвы, они, как правило, плохо подходят для моделирования неоднородных и сильно меняющихся целей, таких как навалы отбитой раздробленной породы.The activity of the compliance control device may be determined by one or more parameters. In one embodiment, these parameters are the position of the insertion throttle controller provided in the autonomous truck and the setpoints of 12 forces for the
Устройство регулирования по податливости преодолевает данную проблему, рассматривая навал породы как немоделируемый объект, который обеспечивает изменение сил реакции, когда ковш проходит через навал. Устройство регулирования по податливости использует данные силы для модифицирования движения ковша без четкой информации о характеристиках навала породы. В то время как устройства регулирования податливости работают хорошо, когда параметры устройств регулирования были настроены для текущего состояния навала породы, они могут нуждаться в перенастройке, когда навал породы значительно изменяется. Например, устройство регулирования по податливости, настроенное для навала мокрой породы, может быть слишком «напористым», когда навал высыхает, что приводит к напрасно затраченным усилиям и сниженной эффективности.The flexibility control device overcomes this problem by considering the bulk of the rock as an unmodeled object that provides a change in the reaction forces when the bucket passes through the bulk. The compliance control device uses these forces to modify the movement of the bucket without clear information about the rock bulk characteristics. While malleability control devices work well when the parameters of the malleability controllers have been tuned for the current state of the bulk pile, they may need to be reset when the bulk pile changes significantly. For example, a malleability control device configured for bulk wet rock may be too “pushy” when the bulk dries, resulting in wasted effort and reduced efficiency.
В некоторых применениях или ситуациях исполнительный механизм стрелы может быть использован для измерения силы при черпании и выдачи сигнала датчика, который используется устройством управления/регулирования (например, устройством регулирования по податливости, устройством адаптивного регулирования по податливости) для изменения скорости ковша. В данном случае никакие команды не выдаются исполнительному механизму стрелы, и силы, измеренные в исполнительном механизме стрелы, зависят от взаимодействия между инструментом для черпания и навалом породы. Таким образом, силы реакции, воспринимаемые исполнительным механизмом стрелы, характеризуют взаимодействие между инструментом для черпания и навалом породы. В данном примере исполнительный механизм ковша получает команды от устройства регулирования, и исполнительный механизм стрелы становится приводным элементом, поскольку никакие команды не передаются ему устройством регулирования. В качестве альтернативы или в сочетании с вышеизложенным сигнал датчика может быть получен за счет измерения деформации в приводном элементе, таком как стрела.In some applications or situations, the boom actuator may be used to measure scooping force and provide a sensor signal that is used by a control / regulation device (e.g., a malleability control device, an adaptive malleability control device) to change the bucket speed. In this case, no commands are issued to the boom actuator, and the forces measured in the boom actuator depend on the interaction between the scooping tool and the bulk of the rock. Thus, the reaction forces perceived by the boom actuator characterize the interaction between the scooping tool and the bulk of the rock. In this example, the bucket actuator receives commands from the control device, and the boom actuator becomes the drive element, since no commands are transmitted to it by the control device. Alternatively, or in combination with the foregoing, a sensor signal can be obtained by measuring strain in a drive element, such as an arrow.
Следует понимать, что один или более других элементов автономного погрузочно-транспортного средства (то есть элементы, отличные от стрелы) могут быть использованы вместе с исполнительным механизмом стрелы или вместо исполнительного механизма стрелы для выдачи сигнала (-ов) датчика (-ов) устройству управления и использованы для управления автономным погрузочно-транспортным средством при условии, что подобные один или более других элементов взаимодействуют с соответствующим (соответствующими) датчиком (-ами) для генерирования сигнала (сигналов) датчика (-ов), относящегося (-ихся) к параметру черпания, такому как взаимодействие между инструментом для черпания и навалом породы.It should be understood that one or more other elements of the autonomous loading vehicle (i.e., elements other than the boom) can be used together with the boom actuator or, instead of the boom actuator, to provide the signal (s) of the sensor (s) to the control device and are used to control an autonomous truck, provided that such one or more other elements interact with the corresponding (appropriate) sensor (s) to generate a signal (s taps) of the sensor (s) related to the scooping parameter, such as the interaction between the scooping tool and the bulk of the rock.
В определенных применениях может быть желательно оптимизировать управление автономным погрузочно-транспортным средством для заполнения ковша до уровня меньше максимального. Такой вариант осуществления может, например, обеспечить уменьшение деформации компонентов автономного погрузочно-транспортного средства, в результате чего уменьшается время простоя для технического обслуживания и текущего ремонта и соответствующие затраты. Это может быть обеспечено за счет регулирования полезного груза на основе параметра состояния отрыва или за счет модифицирования такого параметра.In certain applications, it may be desirable to optimize the control of an autonomous truck to fill the bucket to a level less than the maximum. Such an embodiment may, for example, provide a reduction in the deformation of the components of the autonomous truck, resulting in reduced downtime for maintenance and repair and associated costs. This can be achieved by adjusting the payload based on the separation state parameter or by modifying such a parameter.
В применении при разработке месторождений параметры навала породы могут, например, существенно варьироваться от одного черпания к следующему, даже если извлекаемый материал остается материалом того же типа. Было доказано, что регулирование по податливости, подобное описанному в данном документе, легко адаптируется к подобным изменениям; однако значительные изменения в условиях черпания могут привести к необходимости в перенастройке устройства регулирования по податливости. Постоянная настройка устройства регулирования по податливости была бы нецелесообразной или нежелательной. Некоторые варианты осуществления, подобные описанным в данном документе, позволяют избежать проблем настройки за счет включения, по меньшей мере, одного итерационного обучающегося регулятора (ILC) 70, 72, как показано на фиг. 3D и 3Е. Итерационный обучающийся регулятор модифицирует сигналы, поступающие на вход устройства регулирования по податливости, так, чтобы параметры устройства регулирования могли оставаться постоянными при одновременном изменении выходного сигнала устройства регулирования. Например, как показано на фиг. 3D и 3Е, итерационный обучающийся регулятор может модифицировать сигнал датчика, такой как сила, поступающий на вход устройства регулирования по податливости, так, что достигается заданный режим черпания/выемки, при этом одновременно положение дроссельного регулятора врезания и заданные силы остаются такими же. В одном варианте осуществления, например по фиг. 3Е, степень, в которой модифицируются силы, определяются историей отклонений сил из предыдущих попыток черпания.When applied in the development of deposits, the parameters of the bulk of the rock can, for example, vary significantly from one scooping to the next, even if the extracted material remains the same type of material. It has been proven that compliance regulation, such as described herein, is easily adaptable to such changes; however, significant changes in scooping conditions may result in the need to retune the compliance control device. Permanent adjustment of the compliance control device would be impractical or undesirable. Some embodiments, such as those described herein, avoid tuning problems by turning on at least one iterative learning controller (ILC) 70, 72, as shown in FIG. 3D and 3E. The iterative learning controller modifies the signals received at the input of the control device for compliance, so that the parameters of the control device can remain constant while changing the output signal of the control device. For example, as shown in FIG. 3D and 3E, an iterative learning controller can modify the sensor signal, such as the force supplied to the input of the compliance control device, so that a predetermined digging / notching mode is achieved, while simultaneously the position of the throttle infeed regulator and the predetermined forces remain the same. In one embodiment, for example, of FIG. 3E, the extent to which forces are modified is determined by the history of force deviations from previous scooping attempts.
Например, если попытка черпания является более трудной, чем предыдущая попытка, отклонение силы может быть большим и отрицательным. В этом случае большая положительная корректирующая сила будет добавлена ко всем силам, вводимым в устройство регулирования по податливости, и устройство регулирования по податливости будет реагировать более активно. Преимущество итерационного обучающегося регулятора заключается в том, что он обеспечивает возможность реагирования алгоритма на изменение состояния навала породы без необходимости перенастройки (например, выбора констант, которые оптимизируют эксплуатационные характеристики) устройства регулирования по податливости. Данный признак обеспечивает экономию времени и устраняет необходимость в специалисте, который в противном случае понадобился бы для процесса перенастройки.For example, if the scoop attempt is more difficult than the previous attempt, the deviation of the force can be large and negative. In this case, a large positive corrective force will be added to all the forces introduced into the compliance control device, and the compliance control device will react more actively. The advantage of an iterative learning regulator is that it allows the algorithm to respond to a change in the state of bulk rock without the need for reconfiguration (for example, choosing constants that optimize performance) of the compliance control device. This feature saves time and eliminates the need for a specialist who would otherwise be needed for the migration process.
В другом варианте осуществления может быть использовано устройство адаптивного регулирования по податливости. Параметры (например, составляющие закона пропорционального, интегрального или дифференциального регулирования) могут настраиваться или адаптироваться динамически (например, в реальном времени или по существу в реальном времени) для компенсации быстрых изменений характеристик навала породы, таких как жесткость, во время черпания, в результате чего избегают необходимости в моделировании навала породы. Например, устройство адаптивного регулирования по податливости может использовать отклонение при отслеживании силы для динамического регулирования параметров податливости в течение всего черпания в реальном времени. В дополнительном варианте осуществления устройство адаптивного регулирования по податливости может быть использовано вместе с, по меньшей мере, одним итерационным обучающимся регулятором.In another embodiment, an adaptive compliance control device may be used. Parameters (for example, components of the law of proportional, integral or differential regulation) can be adjusted or adapted dynamically (for example, in real time or essentially in real time) to compensate for rapid changes in the bulk characteristics of the rock, such as stiffness, during scooping, resulting in Avoid the need to model bulk rock. For example, an adaptive compliance control device may use force tracking deviation to dynamically control compliance parameters throughout real-time scooping. In a further embodiment, an adaptive compliance control device may be used with at least one iterative learning controller.
Один вариант осуществления устройства управления черпанием, показанного на блок-схеме по фиг. 3D, включает в себя два устройства 20А регулирования по податливости и два итерационных обучающихся регулятора 70, 72. Дополнительный вариант осуществления может также включать в себя устройства управления с заданными сценариями врезания и выхода. Дополнительный вариант осуществления может включать в себя детектор для определения той ситуации, если/когда автономное погрузочно-транспортное средство застрянет. Устройство управления врезанием обеспечивает перемещение исполнительных механизмов стрелы и ковша в положение врезания (например, ковш будет находиться на одном уровне с грунтом и немного выше грунта) посредством использования, например, пропорционального регулятора положения. После этого автономному погрузочно-транспортному средству выдается команда на перемещение по направлению к навалу породы со скоростью, определяемой уставкой дроссельного регулятора врезания, и ковш входит в контактное взаимодействие с навалом породы. Когда измеренные силы превысят заданное значение, устройства регулирования по податливости начнут осуществлять перемещение исполнительных механизмов стрелы и ковша. Когда ковш достигнет своего максимального наклона, устройство управления выходом берет управление на себя. Устройство управления выходом обеспечивает перемещение стрелы и ковша в положение взвешивания (например, ковш полностью наклонен и поднят над навалом породы), используя, например, пропорциональный регулятор положения. Когда материал в ковше будет взвешен, вес, время черпания и работа, выполненная исполнительными механизмами, используются для оценки успеха попытки черпания. Оптимальное черпание обеспечивает максимизацию полезного груза ковша при одновременной минимизации времени черпания и затраченной работы. В одной конфигурации устройства регулирования по податливости и регуляторы положения работают с высокой частотой для выполнения операций черпания, в то время как итерационные обучающиеся регуляторы работают только один раз на цикл черпания.One embodiment of the scoop control device shown in the block diagram of FIG. 3D includes two
Устройство регулирования по податливости может реализовывать любую математическую зависимость, которая обеспечивает преобразование диапазона отклонений сил в диапазон возможных скоростей исполнительных механизмов. Устройство регулирования по податливости может модифицировать параметр, например, в зависимости от величины принятого сигнала за вычетом заданной величины сигнала. Фиг. 3Е представляет собой блок-схему устройства 20А регулирования по податливости в соответствии с одним вариантом осуществления. Возмущенные силы используются устройством регулирования по податливости для передачи изменений в скоростях исполнительных механизмов стрелы и ковша. Данные скорости интегрируются для получения множества заданных положений для регуляторов 60 положений исполнительных механизмов стрелы и ковша. Заданные положения отслеживаются регуляторами положения для обеспечения желательного изменения длины исполнительного механизма. Изменение длины вызывает перемещение ковша в навал породы, что вызывает изменение сил реакции. Данное изменение силы измеряется датчиками 90 давления и используется для вычисления новых сил 80, действующих на исполнительные механизмы стрелы и ковша. В одном варианте осуществления данные скорректированные силы снова подвергаются возмущению итерационным обучающимся регулятором, предназначенным для регулирования по податливости, перед передачей их снова в устройство регулирования по податливости. Как только попытка черпания будет завершена, суммарное отклонение 85 сил используется для коррекции возмущения сил для следующей попытки черпания, в то время как итерационный обучающийся регулятор, предназначенный для управления дроссельным регулятором врезания, добавляет новое отклонение наклона при врезании к предыдущим отклонениям наклона при врезании, так что может быть вычислено следующее возмущение/изменение для дроссельного регулятора врезания.The control device for compliance can implement any mathematical dependence that provides the conversion of the range of deviations of forces into the range of possible speeds of actuators. The control device for compliance may modify the parameter, for example, depending on the magnitude of the received signal minus a given magnitude of the signal. FIG. 3E is a block diagram of a
В варианте осуществления по фиг. 3Е итерационный обучающийся регулятор применяет корректировку 87 для положения дроссельного регулятора врезания по умолчанию на основе наклона кривой силы при врезании, полученной из нескольких предыдущих попыток черпания. Другими используемыми параметрами являются заданные силы при черпании. Как показано в вариантах осуществления по фиг. 4А, 4В, 4С и 4D, итерационные обучающиеся регуляторы применяют корректировку 92 для измеренных сил 94 на основе суммарного отклонения 96 сил из нескольких предыдущих попыток черпания. Например, как показано на фиг. 4С, в то время как дроссельный регулятор врезания исходно настроен в соответствии с уставкой, изменение положения дроссельного регулятора врезания осуществляется итерационным обучающимся регулятором для повышения степени постоянства эффективности черпания. На фиг. 4С и 4D исходное увеличение силы для каждой попытки черпания может быть представлено наклоном линии, проходящей через наименьшее измеренное значение силы и наибольшее измеренное значение силы, в течение периода врезания (между врезанием ковша и регулированием по податливости). Данные наклоны кривых сравниваются с идеальным наклоном кривой силы при врезании для вычисления отклонения наклона кривой для каждой попытки черпания. Данные отклонения сохраняются в памяти, и их определенное число n суммируется. Сумма 98 используется итерационным обучающимся регулятором, предназначенным для управления врезанием, для расчета того, как положение дроссельного регулятора врезания должно быть изменено для следующей попытки черпания.In the embodiment of FIG. The 3E iterative learning controller applies a
Как показано, например, на фиг. 4А, итерационный обучающийся регулятор может модифицировать входящие силы так, что устройства регулирования по податливости будут реагировать более активно. Например, фиг. 4С и 4D показывают, что итерационные обучающиеся регуляторы увеличивают заданное сечение дроссельного регулятора врезания и искусственно увеличивают входящие силы. Увеличенные значения обеспечивают «внедрение» автономного погрузочно-транспортного средства в навал породы с более высокой скоростью и более быстрый наклон и подъем ковша. В данных примерах увеличение скоростей врезания, стрелы и ковша обеспечивает увеличение общей активности устройства управления черпанием и уменьшение изменчивости черпания по сравнению с использованием параметров, полученных от навала породы, предназначенного для обучения.As shown, for example, in FIG. 4A, an iterative learning controller can modify the input forces so that the compliance control devices respond more actively. For example, FIG. 4C and 4D show that iterative learning regulators increase a given cross section of a throttle infeed regulator and artificially increase the input forces. Increased values provide for the "introduction" of an autonomous loading vehicle into the bulk pile at a higher speed and faster tilt and lift of the bucket. In these examples, an increase in the speed of plunge, boom and bucket provides an increase in the overall activity of the scoop control device and a decrease in scooping variability compared to using parameters obtained from a pile of rock intended for training.
Варианты осуществления устройства управления черпанием могут быть реализованы на аналоговой и/или цифровой (аппаратной/программной) платформах. Определенные реализации могут быть предусмотрены для совместимости с существующими системами управления, автономными погрузочно-транспортными средствами, датчиками и т.д., такими, какие могут потребоваться для модернизации или совершенствования существующих систем и автономных погрузочно-транспортных средств. Например, устройство управления черпанием может быть реализовано в целом или частично посредством использования дискретных элементов, посредством использования цифровой технологии (например, в виде цифрового сигнального процессора (DSP), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или проблемно-ориентированной/прикладной интегральной схемы (ASIC)) или использования их комбинаций. Один или более компонентов устройства управления черпанием могут быть реализованы в виде алгоритма посредством использования соответствующего языка аппаратных средств, например, такого как язык описания аппаратного обеспечения (VHDL) на быстродействующих/сверхскоростных интегральных схемах (VHSIC), язык межрегистровых пересылок (RTL) или Verilog. Такой алгоритм может быть реализован, например, в устройстве на базе программируемой вентильной матрицы (FPGA) или проблемно-ориентированной/прикладной интегральной схемы (ASIC) или другом пригодном логическом устройстве. Некоторые варианты осуществления и реализации могут включать в себя один или более датчиков или измерительных преобразователей.Embodiments of a scoop control device may be implemented on analog and / or digital (hardware / software) platforms. Certain implementations may be provided for compatibility with existing control systems, autonomous loading vehicles, sensors, etc., such as may be necessary to modernize or improve existing systems and autonomous loading vehicles. For example, a scoop control device can be implemented in whole or in part through the use of discrete elements, through the use of digital technology (for example, in the form of a digital signal processor (DSP), programmable gate arrays (FPGA) or problem-oriented / application integrated circuit (ASIC) ) or the use of their combinations. One or more components of the scoop control device may be implemented as an algorithm by using an appropriate hardware language, such as for example High Definition / High Speed Integrated Circuits (VHSL) Hardware Description Language, Inter-Register Transfer Language (RTL), or Verilog. Such an algorithm can be implemented, for example, in a device based on a programmable gate array (FPGA) or a problem-oriented / applied integrated circuit (ASIC) or other suitable logic device. Some embodiments and implementations may include one or more sensors or transducers.
Варианты осуществления будут описаны дополнительно посредством нижеследующих неограничивающих примеров.Embodiments will be further described by way of the following non-limiting examples.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Данный пример иллюстрирует проектирование и испытание в условиях эксплуатации одного варианта осуществления алгоритма загрузки на основе регулирования по податливости с использованием сил, измеренных при взаимодействиях ковша и породы, для модифицирования скорости ковша во время черпания. В данном примере алгоритм погрузки (показанный ниже) имеет три части, соответствующие трем фазам черпания. Три фазы черпания, а именно врезание, черпание и отрыв, показаны схематически соответственно на фиг. 1В, 1С и 1D.This example illustrates the design and on-site testing of one embodiment of a loading algorithm based on flexibility control using forces measured during bucket-rock interactions to modify the bucket speed during scooping. In this example, the loading algorithm (shown below) has three parts corresponding to the three phases of scooping. Three phases of scooping, namely plunging, scooping and tearing, are shown schematically in FIG. 1B, 1C and 1D.
АЛГОРИТМ ПОГРУЗКИLOAD ALGORITHM
перемещение стрелы и ковшаproportional regulator provides
boom and bucket movement
регулируют скорость исполнительных механизмовflexibility control devices
adjust the speed of actuators
перемещение стрелы и ковшаproportional regulator provides
boom and bucket movement
Фаза врезания показана на фиг. 1В. Фаза врезания заканчивается, когда ковш находится в положении врезания, и движение автономного погрузочно-транспортного средства вперед вызывает увеличение сил реакции породы, действующих на ковш, до значений, превышающих заданное значение. Во время фазы черпания (фиг. 1С) устройство регулирования по податливости обеспечивает наклон ковша вверх или вниз для поддержания заданной силы реакции, в то время как стрела используется только для измерения сил реакции при черпании. Фаза отрыва (фиг. 1D) начинается, когда ковш будет полностью наклонен, и заканчивается, когда ковш находится в положении взвешивания. Устройство регулирования по податливости представляет собой часть алгоритма, который управляет движением ковша через навал породы. Устройство регулирования по податливости использует расхождение между измеренными силами реакции при черпании и заданной силой при черпании для изменения скорости исполнительного механизма ковша. Обобщенная блок-схема для устройства регулирования по податливости показана на фиг. 3С. В то время как любой контроллер С может быть использован для преобразования отклонения сил в скорости исполнительных механизмов, устройство регулирования по податливости в данном примере является односторонним и пропорциональным, так чтоThe insertion phase is shown in FIG. 1B. The insertion phase ends when the bucket is in the insertion position, and moving the autonomous loading vehicle forward causes an increase in the reaction forces of the rock acting on the bucket to values exceeding a predetermined value. During the scooping phase (Fig. 1C), the flexibility control device tilts the bucket up or down to maintain a given reaction force, while the boom is used only to measure the reaction forces when scooping. The separation phase (FIG. 1D) begins when the bucket is fully tilted and ends when the bucket is in the weighing position. A compliance control device is part of an algorithm that controls the movement of a bucket through a pile of rock. The pliability control device uses the discrepancy between the measured reaction forces when scooping and the predetermined force when scooping to change the speed of the bucket actuator. A generalized block diagram for a compliance control device is shown in FIG. 3C. While any controller C can be used to convert force deviations into actuator speeds, the flexibility control device in this example is one-way and proportional, so
(1) (one)
где VA – скорость исполнительного механизма, kA>0 - пропорциональный коэффициент усиления (при регулировании по податливости), и отклонение силы задано заданной силой fT за вычетом силы fS реакции при черпании. Для данного погрузчика и навала породы величина fr была задана равной 80 кН, в то время как kA был задан равным 1,1×10-7. Данные значения были определены экспериментально путем их корректировки до тех пор, пока масса полезного груза в ковше не стала большой и постоянной. Значения также могут быть определены при использовании способов настройки в автономном режиме для устройства регулирования по податливости, при этом значения вычисляются на основе известных параметров транспортного средства и средней жесткости навала породы. Устройство регулирования было ограничено выполнением только положительных изменений скорости ковша (то есть был разрешен только наклон вверх). В данном примере это ограничение было наложено так, что никакая энергия не тратилась на придавливание породы к нижней стороне ковша (и на поддержание привода колес автономного погрузочно-транспортного средства). Однако данное ограничение не всегда является необходимым и может быть исключено в других вариантах осуществления.where V A is the speed of the actuator, k A > 0 is the proportional gain (for compliance adjustment), and the deviation of the force is given by the specified force f T minus the reaction force f S when scooping. For this loader and bulk rock, fr was set to 80 kN, while k A was set to 1.1 × 10 -7 . These values were determined experimentally by adjusting them until the mass of the payload in the bucket became large and constant. Values can also be determined using off-line tuning methods for the compliance control device, wherein the values are calculated based on known vehicle parameters and average rock hardness. The control device was limited to making only positive changes to the bucket speed (that is, only tilt up was allowed). In this example, this restriction was imposed so that no energy was expended on crushing the rock to the underside of the bucket (and maintaining the wheel drive of the autonomous truck). However, this limitation is not always necessary and may be excluded in other embodiments.
Команды для приводного механизма были заданы такими, что погрузчик приводился в движение прямо в навал породы с постоянной скоростью. Положение врезания было выбрано таким, что ковш скреб по асфальтовому основанию для гарантирования проникновения ковша в навал породы при врезании. Комбинация команд для приводного механизма и положения врезания приводила к по существу постоянной глубине проникновения. После врезания дроссельный регулятор переводили в полностью открытое положение для максимизации скорости и мощности исполнительного механизма ковша, в то время как тягу для движения вперед/прямую тягу ограничивали путем применения частичного торможения. Степень торможения была задана такой, что прямая тяга обуславливала тенденцию к увеличению сил, действующих на исполнительные механизмы, что приводило к попыткам устройств регулирования по податливости уменьшить силы за счет наклона назад. Прямая тяга имеет тенденцию к «смещению» устройства регулирования к состоянию отрыва, что гарантирует то, что черпание завершится до того, как силы, действующие на ковш, увеличатся до значений, достаточных для преодоления допустимой нагрузки на исполнительные механизмы.Commands for the drive mechanism were set such that the loader was driven directly into the bulk rock at a constant speed. The insertion position was chosen so that the bucket scrapped along the asphalt base to guarantee the penetration of the bucket into the rock bulk during insertion. The combination of commands for the drive mechanism and the insertion position resulted in a substantially constant penetration depth. After insertion, the throttle controller was moved to the fully open position to maximize the speed and power of the bucket actuator, while the forward thrust / forward thrust was limited by applying partial braking. The degree of braking was set such that the direct thrust caused a tendency to increase the forces acting on the actuators, which led to attempts by the flexibility control devices to reduce the forces due to the backward inclination. Direct thrust tends to “shift” the control device toward the separation state, which ensures that the scooping is completed before the forces acting on the bucket increase to values sufficient to overcome the allowable load on the actuators.
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХDEVICE AND METHOD OF TESTS IN PRODUCTION CONDITIONS
Автоматизированный наземный погрузчик с грузоподъемностью 1 тонна и навал отбитой взрывом породы, представляющей собой известняк, были использованы для испытания и настройки алгоритма погрузки. Погрузчик представлял собой погрузчик Kubota R250s, который был дооснащен для автоматизации путем добавления датчиков, исполнительных механизмов и бортовых компьютерных систем. Для данного примера были использованы только датчики выдвижения стрелы и ковша и датчики давления. Удлинения исполнительных механизмов стрелы и ковша измеряли при 10 Гц посредством изготовленного на заказ датчика на эффекте Холла. Каждый датчик выдвижения/удлинения содержал два бесконтактных IP69 кодовых датчика линейного перемещения модели Honeywall SPSL225, смонтированных в изготовленном на заказ корпусе. Два датчика давления модели Measurement Specialities MSP-400 были установлены в отверстиях штока и цилиндра каждого исполнительного механизма так, что можно было рассчитать результирующую силу, действующую на исполнительные механизмы. Прием данных от датчиков давления осуществлялся при 107 Гц посредством одной платы Arduino Uno. Сообщения об удлинении исполнительного механизма и давлении, генерируемые платой Arduino Uno, передавались в центральный компьютер по сети Robot Operating System (ROS) Electric. Центральный компьютер представлял собой персональный компьютер Mini-ITX с 64-битовым процессором Intel Core i5 для работы под Ubuntu 11.10 и ROS Electric. Центральный компьютер использовал сеть ROS для публикации и подписки на информационные файлы по беспроводной сети. Алгоритм автономной погрузки работал на отдельном лэптопе с 64-битовым процессором Intel Core i5 (для работы под Ubuntu 11.10 и ROS Electric), соединенном с беспроводной сетью. Данный лэптоп также использовался для сбора данных.An automated ground loader with a lifting capacity of 1 ton and a pile of rock repelled by limestone, were used to test and configure the loading algorithm. The loader was a Kubota R250s loader, which was retrofitted for automation by adding sensors, actuators and on-board computer systems. For this example, only boom and bucket extension sensors and pressure sensors were used. The extension of the boom and bucket actuators was measured at 10 Hz using a custom Hall effect sensor. Each extension / extension sensor contained two Honeywell SPSL225 non-contact IP69 linear encoder encoders mounted in a custom housing. Two pressure sensors of the Measurement Specialties MSP-400 model were installed in the holes of the stem and cylinder of each actuator so that the resulting force acting on the actuators could be calculated. Data from pressure sensors was received at 107 Hz using one Arduino Uno board. Messages about actuator extension and pressure generated by the Arduino Uno board were transmitted to the central computer via the Robot Operating System (ROS) Electric network. The central computer was a Mini-ITX personal computer with a 64-bit Intel Core i5 processor for operation under Ubuntu 11.10 and ROS Electric. The central computer used the ROS network to publish and subscribe to information files wirelessly. The autonomous loading algorithm worked on a separate laptop with a 64-bit Intel Core i5 processor (for working under Ubuntu 11.10 and ROS Electric) connected to a wireless network. This laptop was also used to collect data.
В испытаниях сначала использовалось устройство регулирования с полным насыщением, после чего использовалось ненасыщенное устройство регулирования по податливости. Одна цель данных испытаний состояла в определении разницы между наклоном при максимальной скорости и использованием устройства регулирования по податливости для согласования скорости наклона с измеренными силами реакции. Как только алгоритм погрузки был настроен для данного погрузчика и навала породы, различные параметры алгоритма погрузки поддерживались постоянными для попыток черпания, проиллюстрированных на графике по фиг. 5.In the tests, the full saturation control device was first used, after which the unsaturated compliance control device was used. One purpose of these tests was to determine the difference between the incline at maximum speed and the use of a compliance control device to match the incline speed with the measured reaction forces. Once the loading algorithm was set up for a given loader and bulk rock, various parameters of the loading algorithm were kept constant for scooping attempts, illustrated in the graph of FIG. 5.
Каждая попытка черпания начиналась посредством перемещения погрузчика при ручном управлении в положение перед навалом породы. Алгоритм погрузки «брал на себя» управления погрузчиком для врезания, черпания и взвешивания. Погрузчик оставляли в положении взвешивания на 5 секунд для обеспечения возможности прекращения движения ковша и полезного груза. Массу mp полезного груза рассчитывали, используя уравнение (2) и силы fboom, действующей на стрелу в положении взвешивания. Уравнение (2) было определено экспериментально посредством калибровки погрузчика с использованием известных масс.Each scooping attempt began by moving the loader manually in the position in front of the bulk of the rock. The loading algorithm "took over" the control of the loader for cutting, scooping and weighing. The loader was left in the weighing position for 5 seconds to allow the bucket and payload to stop moving. The payload mass mp was calculated using equation (2) and the force f boom acting on the boom in the weighing position. Equation (2) was determined experimentally by calibrating the loader using known masses.
Объем породы в ковше также проверяли путем использования видеотрансляции от беспроводной рабочей станции. Затем полезный груз сбрасывали посредством ручного управления, и погрузчик снова размещали в положении перед навалом породы.Rock volume in the bucket was also checked by using video broadcast from a wireless workstation. Then the payload was dumped by manual control, and the loader was again placed in a position in front of the bulk of the rock.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВEXPERIMENTAL RESULTS
Были сделаны всего 57 попыток черпания, и эффективности черпания для каждого черпания показаны на фиг. 5. Из них 23 попытки черпания были выполнены посредством наклона ковша при максимальной скорости после врезания («насыщенные»/предельные черпания), и 21 попытка черпания была выполнена посредством использования устройства пропорционального (Р) регулирования по податливости, и 13 попыток черпания были выполнены посредством использования устройства пропорционально-интегрального (PI) регулирования по податливости для согласования скорости ковша с измеренными силами реакции (регулируемые черпания). Пять «насыщенных» черпаний, два черпания при пропорциональном регулировании и два черпания при пропорционально-интегральном регулировании не удались, поскольку силы врезания были недостаточными для того, чтобы устройства регулирования по податливости с насыщением или без насыщения взяли на себя управление черпанием. «Насыщенное» черпание 18 (SI8) и черпание 11 при пропорциональном регулировании (РI1) заняли на 30 секунд больше по сравнению со средним значением соответственно вследствие проблем с беспроводной сетью и малым врезанием в навал породы. Черпания, регулируемые устройством пропорционально-интегрального регулирования, обеспечили увеличение полезного груза на 9% и заняли на 2 с больше, чем черпания при полном насыщении. Показаны попытки черпания при среднем насыщении (SI 1), пропорциональном регулировании (Р7) и пропорционально-интегральном регулировании (PI68), за которыми следуют медленные черпания (SI 8 и РI 1), черпание (PI71) при большой работе и два неудавшихся черпания (S8 и Р6).A total of 57 scooping attempts were made, and the scooping efficiency for each scooping is shown in FIG. 5. Of these, 23 scooping attempts were made by tilting the bucket at maximum speed after plunging (“saturated” / maximum scooping), and 21 scooping attempts were made using a proportional (P) pliability control device, and 13 scooping attempts were made by the use of a proportional-integral (PI) flexibility control device to match the bucket speed with the measured reaction forces (adjustable scoops). Five “saturated” scoops, two scoops with proportional control and two scoops with proportional-integral control failed because the cutting forces were insufficient so that the compliance control devices with or without saturation took control of scooping. The “saturated” scooping 18 (SI8) and scooping 11 with proportional control (PI1) took 30 seconds more compared to the average value, respectively, due to problems with the wireless network and small penetration into the rock pile. Scoops, regulated by the proportional-integral control device, provided a 9% increase in payload and took 2 s more than scoops when fully saturated. Shooting attempts are shown with medium saturation (SI 1), proportional control (P7) and proportional-integral control (PI68), followed by slow scoops (
При учете положений исполнительных механизмов, команд управления клапанами (на основе положений клапанов) и сил, действующих на исполнительные механизмы, для номинальных черпаний (SI 1 и Р7) клапаны на погрузчике имеют зону нечувствительности между ±0,5. Никакая текучая среда не могла проходить в исполнительные механизмы при любых положениях управляемых клапанов в пределах зоны нечувствительности, следовательно, любая команда в пределах зоны нечувствительности может рассматриваться как нулевое смещение клапана (закрытый клапан). «Насыщенное» черпание вызывает наклон ковша при максимальной скорости, и силы сильно колеблются. При регулируемом черпании устройство регулирования по податливости изменяет скорость наклона в зависимости от изменяющихся сил, что приводит к менее резким изменениям сил.When considering the positions of actuators, valve control commands (based on valve positions) and the forces acting on the actuators, for rated scoops (
Для медленных черпаний (SI 8 и РI 1) отсутствие реакции исполнительного механизма на команды при полностью открытом клапане и большие силы (значительно превышающие заданные силы как при врезании, так и при черпании) при попытке SI8 указывали на проблему сетевой связи между компьютером погрузчика и лэптопом, на котором работает алгоритм погрузки. Профиль сил показывает уровень силы, приложенной к навалу посредством приводного механизма, когда ковш прекращает движение, и конечная масса полезного груза показывает, что ковш был заполнен к концу черпания. Попытка PI1 является более интересной, поскольку силы очень близки к заданной силе 80 кН в течение всего черпания. Когда силы увеличиваются до значений, превышающих заданные, устройство регулирования по податливости обеспечивает наклон ковша, что вызывает уменьшение сил и обеспечивает возможность проникновения транспортного средства глубже в навал. Когда погрузчик останавливается у навала, силы увеличиваются, и передается другая команда на наклон.For slow scoops (
Ретроспективные данные по командам и силам для неудавшихся черпаний (S8 и Р6) показывают, что силы никогда не увеличивались до значений, превышающих силу врезания, так что устройство регулирования ковша никогда не приводилось в действие, и черпания не удались. Скорее всего, силы были малыми вследствие того, что ковш ударялся о грунт и имела место обезгрузка передних колес. Обезгрузка передних колес уменьшает тягу и силы реакции при черпании.Retrospective data on commands and forces for failed scoops (S8 and P6) show that the forces never increased to values exceeding the plunging force, so that the bucket control device was never actuated and the scoops failed. Most likely, the forces were small due to the fact that the bucket hit the ground and the front wheels were unloaded. Unloading the front wheels reduces traction and reaction forces when scooping.
Работа и время черпания были рассчитаны между врезанием (после достижения заданной силы врезания) и отрывом (когда ковш наклоняется после состояния отрыва). «Мгновенная» работа (используется только текущее измеренное значение силы) была рассчитана путем использования уравнения (3), в котором Wd представляет собой работу, выполняемую исполнительными механизмами, и Fh и FC представляют собой силы при подъеме и наклоне соответственно в исполнительных механизмах стрелы и ковша, и dh и dC представляют собой смещения для каждого исполнительного механизма. Пусть n представляет собой общее число показаний датчиков и пусть подстрочный индекс i обозначает временной индекс, связанный с каждым показанием датчика. Таким образом, мгновенная работа была рассчитана как:Work and scooping time were calculated between plunging (after reaching a predetermined plunging force) and detachment (when the bucket tilts after the detachment state). “Instant” work (only the current measured value of the force is used) was calculated using equation (3), in which Wd represents the work performed by the actuators, and Fh and F C represent the forces when lifting and tilting, respectively, in the actuators of the boom and bucket, and dh and d C represent offsets for each actuator. Let n be the total number of sensor readings and let the subscript i denote the time index associated with each sensor read. Thus, instant work was calculated as:
Средние значения эффективности черпания приведены в Таблице 1 как для «насыщенных» черпаний, так и для черпаний при пропорциональном регулировании. Время черпания резко увеличивалось, когда управление ковшом осуществлялось посредством устройства пропорционального регулирования по податливости, по сравнению с тем, когда ковш перемещался при его максимальной скорости. Однако все регулируемые черпания были более согласованными, чем «насыщенные» черпания, и масса полезного груза увеличилась на 10%.The average values of the scooping efficiency are shown in Table 1 for both “saturated” scoops and for scooping with proportional control. The scooping time increased sharply when the bucket was controlled by means of a proportional control device for compliance, compared to when the bucket was moved at its maximum speed. However, all regulated scoops were more consistent than “saturated” scoops, and the payload mass increased by 10%.
Wd [Н м]
Md [кг]t d [s]
W d [N m]
M d [kg]
729±176
654±3847.0 ± 12.3
729 ± 176
654 ± 384
444±107
721±17024.3 ± 11.2
444 ± 107
721 ± 170
-61%
+10%+ 247%
-61%
+ 10%
Интегральная работа была рассчитана путем использования уравнения (4), в котором используются как текущее показание силы, так и последнее показание силы в уравнении интегральной работы:The integral work was calculated by using equation (4), which uses both the current force reading and the last force reading in the integral work equation:
Результаты представлены в Таблице 2.The results are presented in Table 2.
Wd [Н м]
Md [кг] t d [s]
W d [N m]
M d [kg]
24458±8495
721+3266.5 + 12.1
24458 ± 8495
721 + 326
+15%
0,2%+ 277%
+ 15%
0.2%
28145+6711
719±17024.5 + 11.3
28145 + 6711
719 ± 170
-3%
+10%-33%
-3%
+ 10%
27287+14511
792+3358.1 + 5.0
27287 + 14511
792 + 335
Wd [Н м]
Md [кг] t d [s]
W d [N m]
M d [kg]
25658±8697
784+254 6.2 + 12.6
25658 ± 8697
784 + 254
+15%
0,2%+ 315%
+ 15%
0.2%
29551±1929
755+40 25.5 ± 10.1
29551 ± 1929
755 + 40
+8%
+22% -37%
+ 8%
+ 22%
32246+8760
924+85 9.0 + 3.8
32246 + 8760
924 + 85
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Ключевые параметры для фаз врезания и черпания, выполняемых автономным погрузочно-транспортным средством, могут быть идентифицированы как положение дроссельного регулятора врезания и заданные силы, действующие на стрелу и ковш. Заданные профили сил, такие как показанные на фиг. 6А и 6В, могут быть использованы в качестве основы для разделения итерационного обучающегося регулятора для управления погрузкой на две части: итерационный обучающийся регулятор для управления врезанием, который управляет дроссельным регулятором врезания, и итерационный обучающийся регулятор для устройства регулирования по податливости, который модифицирует измеренные силы, вводимые в устройства регулирования по податливости.Key parameters for the insertion and scooping phases performed by the autonomous material handling vehicle can be identified as the position of the insertion throttle controller and the predetermined forces acting on the boom and bucket. Target force profiles, such as those shown in FIG. 6A and 6B can be used as a basis for dividing an iterative learning regulator to control loading into two parts: an iterative learning regulator for plunge control, which controls the throttle plunging regulator, and an iterative learning regulator for a pliability control device that modifies the measured forces, introduced into the compliance control devices.
ИТЕРАЦИОННЫЙ ОБУЧАЮЩИЙСЯ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВРЕЗАНИЕМITERATIVE TRAINING CONTROLLER FOR CUTTING CONTROL
Итерационный обучающийся регулятор для управления врезанием сравнивал наклон профиля сил при врезании, действующих на стрелу, с наклоном заданного профиля сил при врезании, как показано на фиг. 7. Увеличение сил до значений менее 100 кН/с показывает, что навал породы создал меньшее сопротивление по сравнению с навалом породы, предназначенным для обучения, в то время как увеличение сил до значений выше данного заданного значения указывает на навал с более высоким сопротивлением. Коррекция для навала с меньшим сопротивлением может быть обеспечена путем регулирования дроссельного регулятора врезания в соответствии с зависимостью, показанной в уравнении 5.The iterative learning controller for plunge control compared the slope of the plunge force profile acting on the boom with the slope of the set plunge force profile, as shown in FIG. 7. An increase in forces to values less than 100 kN / s indicates that the bulk of the rock created less resistance compared to the bulk of the rock intended for training, while an increase in forces to values above this specified value indicates a bulk with higher resistance. Correction for bulk with lower resistance can be achieved by adjusting the throttle infeed regulator in accordance with the relationship shown in
CДроссельный регулятор врезания=
В уравнении (5) Γ врезание представляет собой любое заданное устройство регулирования, которое преобразует отклонение енаклон при врезании в приращение открытия дроссельного регулятора, упоминаемое как корректировка СДроссельный регулятор врезания для дроссельного регулятора врезания. Самое простое устройство регулирования представляет собой устройство пропорционального регулирования врезания, которое осуществляет линейное преобразование отклонения наклона профиля в корректирующее приращение открытия дроссельного регулятора. i представляет собой число циклов черпания, подлежащих рассмотрению, wi - возможный вес, присваиваемый каждому отклонению наклона профиля при врезании. Данное значение веса может быть использовано для смещения корректировки к заданному множеству показаний отклонений наклона профиля при врезании. Например, самые последние отклонения наклона профиля при врезании, вероятно, лучше всего характеризуют текущее состояние навала породы. Например, вес, который экспоненциально уменьшается относительно i, может быть использован для присваивания наибольших весов самым последним испытаниям.In equation (5), Γ insertion is any given control device that converts the deviation e of the incline during insertion into the opening increment of the throttle controller, referred to as correction C The insertion throttle controller for the insertion throttle controller. The simplest control device is a proportional infeed control device that linearly converts the inclination of the profile into the corrective increment of opening the throttle controller. i represents the number of digging cycles to be considered, w i is the possible weight assigned to each deviation of the profile inclination during insertion. This weight value can be used to offset the correction to a given set of indications of deviations of the slope of the profile during insertion. For example, the most recent deviations of the slope of the profile during insertion are probably the best way to characterize the current state of bulk rock. For example, a weight that decreases exponentially with respect to i can be used to assign the largest weights to the most recent tests.
Уравнение 6 показывает конкретный пример итерационного обучающегося регулятора для управления врезанием, в котором отклонения наклона профиля для пяти попыток черпания умножаются на экспоненциально уменьшающийся вес и суммируются перед умножением на пропорциональный коэффициент усиления при врезании.
CДроссельный регулятор врезания =
После пяти дополнительных попыток врезания начальная корректировка будет забыта, и текущая корректировка будет базироваться на пяти более поздних наклонах профиля при врезании. Аналогичный итерационный обучающийся регулятор используется для применения корректировки для измеренных сил, вводимых в устройства регулирования по податливости.After five additional plunge attempts, the initial adjustment will be forgotten, and the current adjustment will be based on five later profile tilts during insertion. A similar iterative learning controller is used to apply corrections to the measured forces input to the compliance control devices.
ИТЕРАЦИОННЫЙ ОБУЧАЮЩИЙСЯ РЕГУЛЯТОР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПО ПОДАТЛИВОСТИITERATIVE TRAINING REGULATOR FOR RESISTANCE
Итерационный обучающийся регулятор для регулирования по податливости сравнивает рассчитанные силы с заданными силами и использует результат для модифицирования сил, используемых устройствами регулирования по податливости. Приведенный в качестве примера профиль сил показан на фиг. 8. Суммарное расхождение eF Net между измеренными силами и заданными силами вычисляют, используя уравнение 7.The iterative learning regulator for compliance control compares the calculated forces with the given forces and uses the result to modify the forces used by the compliance control devices. An exemplary force profile is shown in FIG. 8. The total discrepancy e F Net between the measured forces and the given forces is calculated using
e F Net =
И в данном случае интеграл разности сил (FЗаданная – FИзмеренная) берется по продолжительности черпания между tначало и tконец. Корректировка СИзмеренные силы измеренных сил, определяемая итерационным обучающимся регулятором для регулирования по податливости, рассчитывается с использованием уравнения 8.And in this case, the integral of the force difference (F Preset - F Measured ) is taken according to the duration of the scooping between t beginning and t end . Correction C The measured forces of the measured forces, determined by the iterative learning controller for compliance control, are calculated using
СИзмеренные силы =
И в данном случае экспоненциально затухающий член используется для смещения корректировки к пяти самым последним попыткам черпания, но может быть учтено любое число попыток черпания, и все они могут иметь равный вес. ϒподатливость представляет собой коэффициент усиления итерационного обучающегося регулятора для регулирования по податливости. Любой обычный контроллер/регулятор с коэффициентом усиления ϒподатливость может быть использован вместо пропорционального регулятора с коэффициентом усиления ϒподатливость.And in this case, the exponentially decaying term is used to shift the adjustment to the five most recent attempts at scooping, but any number of scooping attempts can be taken into account, and all of them can have the same weight. ϒ Compliance is the gain of an iterative learning regulator to control compliance. Any conventional controller / regulator with a gain ϒ compliance can be used instead of a proportional controller with a gain ϒ compliance .
Преимущество итерационных обучающихся регуляторов заключается в том, что после того как параметры устройства регулирования по податливости будут настроены для заданного транспортного средства и навала породы, их никогда не потребуется снова настраивать. Каждый из итерационных обучающихся регуляторов, рассмотренных в данном разделе, имеет только два параметра: число i предыдущих попыток черпания и коэффициенты y усиления итерационных обучающихся регуляторов. Другой способ рассмотрения коэффициентов усиления итерационных обучающихся регуляторов - это рассмотрение с точки зрения активности всего алгоритма черпания (устройства регулирования по податливости и итерационного обучающегося регулятора).The advantage of iterative learning regulators is that after the parameters of the malleability control device are configured for a given vehicle and rock pile, they will never need to be tuned again. Each of the iterative learning controllers discussed in this section has only two parameters: the number i of previous scooping attempts and the gain coefficients of iterative learning controllers. Another way of considering the amplification factors of iterative learning regulators is to consider, from the point of view of activity, the entire scooping algorithm (a compliance control device and an iterative learning regulator).
Если коэффициенты усиления итерационных обучающихся регуляторов большие, устройства регулирования по податливости будут реагировать более активно на изменения в навале породы, и, если коэффициенты усиления итерационных обучающихся регуляторов малы, устройства регулирования будут реагировать менее активно. Данный уровень регулирования идеален для операторов, поскольку исходя из общих целей погрузки может быть настроена одна величина. Если полезный груз погрузочно-доставочной машины ниже заданного массового расхода мельницы/дробилки, оператор может увеличить активность устройства регулирования путем увеличения коэффициентов усиления итерационных обучающихся регуляторов. Если массовый расход превышает тот, с которым может справляться мельница/дробилка, коэффициенты усиления итерационных обучающихся регуляторов могут быть уменьшены, например, для обеспечения экономии на износе шин и расходе топлива.If the amplification factors of the iterative learning regulators are large, the compliance control devices will react more actively to changes in the bulk of the rock, and if the amplification factors of the iterative learning regulators are small, the regulation devices will respond less actively. This level of regulation is ideal for operators, since one value can be set based on general loading goals. If the payload of the truck is lower than the specified mass flow rate of the mill / crusher, the operator can increase the activity of the control device by increasing the gain of the iterative learning controllers. If the mass flow exceeds that which the mill / crusher can handle, the gain of the iterative learning controllers can be reduced, for example, to save on tire wear and fuel consumption.
Содержание всех ссылочных материалов, приведенных в данном документе, настоящим специально включено в данный документ путем ссылки.The contents of all references cited herein are hereby expressly incorporated herein by reference.
ЭКВИВАЛЕНТЫEQUIVALENTS
Специалисты в данной области техники смогут идентифицировать или выявить разновидности вариантов осуществления, описанных в данном документе. Подобные разновидности находятся в пределах объема изобретения и охватываются приложенной формулой изобретения.Those skilled in the art will be able to identify or identify variations of the embodiments described herein. Such varieties are within the scope of the invention and are covered by the appended claims.
Claims (38)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201461931243P | 2014-01-24 | 2014-01-24 | |
US61/931,243 | 2014-01-24 | ||
US201462033904P | 2014-08-06 | 2014-08-06 | |
US62/033.904 | 2014-08-06 | ||
PCT/CA2015/000044 WO2015109392A1 (en) | 2014-01-24 | 2015-01-23 | Autonomous loading vehicle controller |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016134403A RU2016134403A (en) | 2018-03-01 |
RU2016134403A3 RU2016134403A3 (en) | 2018-08-21 |
RU2703086C2 true RU2703086C2 (en) | 2019-10-15 |
Family
ID=53680534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016134403A RU2703086C2 (en) | 2014-01-24 | 2015-01-23 | Autonomous loading vehicle controller |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3102744B1 (en) |
AU (1) | AU2015208631B2 (en) |
CA (1) | CA2935576C (en) |
CL (1) | CL2016001684A1 (en) |
MX (1) | MX2016008819A (en) |
RU (1) | RU2703086C2 (en) |
WO (1) | WO2015109392A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783801C1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-11-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Device for analyzing the possibility of non-destructive movement or overcoming obstacles by a robotic complex |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9816248B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-11-14 | Deere & Company | System and method for assisted bucket load operation |
EP3390730B1 (en) * | 2015-12-18 | 2023-06-07 | Volvo Construction Equipment AB | System and method for determining a material entity to be removed from a pile and a control unit for a working machine comprising such a system |
JP7451240B2 (en) * | 2020-03-13 | 2024-03-18 | 株式会社小松製作所 | Work system, computer-implemented method, and method for producing trained pose estimation models |
EP4219844A4 (en) * | 2020-11-09 | 2024-04-24 | Hiroshima University | Autonomous driving device for work machine |
CA3129016A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-07 | Queen's University At Kingston | Automatic classification of excavation materials |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5493798A (en) * | 1994-06-15 | 1996-02-27 | Caterpillar Inc. | Teaching automatic excavation control system and method |
US5682312A (en) * | 1994-03-23 | 1997-10-28 | Caterpillar Inc. | Self-adapting excavation control system and method |
RU2141907C1 (en) * | 1994-07-29 | 1999-11-27 | Вермир Мэнюфэкчуринг Компани | Crawler trencher control system and method of control |
RU2158952C2 (en) * | 1995-06-19 | 2000-11-10 | Вермир Мэнюфэкчуринг Компани | Method and device for data reading and controlling an excavator |
US20080097672A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Megan Clark | Velocity based control process for a machine digging cycle |
US7630793B2 (en) * | 2004-12-10 | 2009-12-08 | Caterpillar S.A.R.L. | Method of altering operation of work machine based on work tool performance footprint to maintain desired relationship between operational characteristics of work tool and work machine |
RU2488663C2 (en) * | 2007-07-13 | 2013-07-27 | Вольво Констракшн Эквипмент Аб | Provision of instruction manuals for working vehicle driver |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5461803A (en) * | 1994-03-23 | 1995-10-31 | Caterpillar Inc. | System and method for determining the completion of a digging portion of an excavation work cycle |
US5681312A (en) * | 1996-05-31 | 1997-10-28 | Acromed Corporation | Spine construct with band clamp |
US6233511B1 (en) * | 1997-11-26 | 2001-05-15 | Case Corporation | Electronic control for a two-axis work implement |
US6523765B1 (en) * | 1998-03-18 | 2003-02-25 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Automatically operated shovel and stone crushing system comprising the same |
US6363632B1 (en) * | 1998-10-09 | 2002-04-02 | Carnegie Mellon University | System for autonomous excavation and truck loading |
US6205687B1 (en) * | 1999-06-24 | 2001-03-27 | Caterpillar Inc. | Method and apparatus for determining a material condition |
US6510628B1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-01-28 | Caterpillar Inc | Method and apparatus for determining a contact force of a work tool |
US6879899B2 (en) * | 2002-12-12 | 2005-04-12 | Caterpillar Inc | Method and system for automatic bucket loading |
US6845311B1 (en) * | 2003-11-04 | 2005-01-18 | Caterpillar Inc. | Site profile based control system and method for controlling a work implement |
US8065060B2 (en) * | 2006-01-18 | 2011-11-22 | The Board Of Regents Of The University And Community College System On Behalf Of The University Of Nevada | Coordinated joint motion control system with position error correction |
KR101726350B1 (en) * | 2008-05-27 | 2017-04-12 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | A method for controlling a hydraulic system |
AU2009260176A1 (en) * | 2008-06-16 | 2009-12-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and system for machinery control |
US8160783B2 (en) * | 2008-06-30 | 2012-04-17 | Caterpillar Inc. | Digging control system |
FI20105082A0 (en) * | 2010-01-29 | 2010-01-29 | Waertsilae Finland Oy | ELECTRIC HYDRAULIC OPERATING SYSTEM FOR GAS SHIFT VALVE |
DE102010010718A1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Kuka Laboratories Gmbh | Method for assembling components by means of an industrial robot |
KR101696292B1 (en) * | 2011-12-15 | 2017-01-13 | 현대중공업 주식회사 | Apparatus for preventing ground contact of a bucket for an wheel loader and method thereof |
-
2015
- 2015-01-23 CA CA2935576A patent/CA2935576C/en active Active
- 2015-01-23 RU RU2016134403A patent/RU2703086C2/en active
- 2015-01-23 EP EP15740514.3A patent/EP3102744B1/en active Active
- 2015-01-23 AU AU2015208631A patent/AU2015208631B2/en active Active
- 2015-01-23 WO PCT/CA2015/000044 patent/WO2015109392A1/en active Application Filing
- 2015-01-23 MX MX2016008819A patent/MX2016008819A/en active IP Right Grant
-
2016
- 2016-06-30 CL CL2016001684A patent/CL2016001684A1/en unknown
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5682312A (en) * | 1994-03-23 | 1997-10-28 | Caterpillar Inc. | Self-adapting excavation control system and method |
US5493798A (en) * | 1994-06-15 | 1996-02-27 | Caterpillar Inc. | Teaching automatic excavation control system and method |
RU2141907C1 (en) * | 1994-07-29 | 1999-11-27 | Вермир Мэнюфэкчуринг Компани | Crawler trencher control system and method of control |
RU2158952C2 (en) * | 1995-06-19 | 2000-11-10 | Вермир Мэнюфэкчуринг Компани | Method and device for data reading and controlling an excavator |
US7630793B2 (en) * | 2004-12-10 | 2009-12-08 | Caterpillar S.A.R.L. | Method of altering operation of work machine based on work tool performance footprint to maintain desired relationship between operational characteristics of work tool and work machine |
US20080097672A1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Megan Clark | Velocity based control process for a machine digging cycle |
RU2488663C2 (en) * | 2007-07-13 | 2013-07-27 | Вольво Констракшн Эквипмент Аб | Provision of instruction manuals for working vehicle driver |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2783801C1 (en) * | 2021-12-30 | 2022-11-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Device for analyzing the possibility of non-destructive movement or overcoming obstacles by a robotic complex |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2015208631A1 (en) | 2016-07-28 |
EP3102744A1 (en) | 2016-12-14 |
RU2016134403A3 (en) | 2018-08-21 |
CA2935576C (en) | 2022-08-02 |
WO2015109392A1 (en) | 2015-07-30 |
CL2016001684A1 (en) | 2016-11-18 |
EP3102744C0 (en) | 2023-07-05 |
RU2016134403A (en) | 2018-03-01 |
MX2016008819A (en) | 2016-09-08 |
EP3102744B1 (en) | 2023-07-05 |
AU2015208631B2 (en) | 2019-07-25 |
EP3102744A4 (en) | 2018-03-07 |
CA2935576A1 (en) | 2015-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2703086C2 (en) | Autonomous loading vehicle controller | |
AU762284B2 (en) | A control system for automatically controlling a work implement of an earthmoving machine to capture, lift and dump material | |
DE19800184B4 (en) | System and method for automatic bucket loading using force vectors | |
AU2017251828B2 (en) | System and method for moving material | |
Singh | State of the art in automation of earthmoving | |
JP5787419B2 (en) | Adaptive drive control for milling machines | |
Dobson et al. | Admittance control for robotic loading: design and experiments with a 1‐tonne loader and a 14‐tonne load‐haul‐dump machine | |
AU2017265054B2 (en) | System and method for optimizing a material moving operation | |
US20160153165A1 (en) | Work vehicle with enhanced implement position control and bi-directional self-leveling functionality | |
AU2006200554A1 (en) | Automatic digging and loading system for a work machine | |
Fernando et al. | Iterative learning-based admittance control for autonomous excavation | |
CN102341549A (en) | Construction machine, method for controlling construction machine, and program for causing computer to execute method | |
Fernando et al. | Towards controlling bucket fill factor in robotic excavation by learning admittance control setpoints | |
CN102341548A (en) | Construction equipment, method of controlling construction equipment, and program for causing computer to execute method | |
US20180127941A1 (en) | Method for pile-driving | |
CN108779625A (en) | Control system, control method and the working truck of working truck | |
CN108779622B (en) | Working vehicle | |
Dobson et al. | Admittance control for robotic loading: Underground field trials with an LHD | |
Maeda | Learning and reacting with inaccurate prediction: applications to autonomous excavation | |
Latorre-Biel et al. | Front end loader with automatic levelling for farm tractors | |
US11536007B2 (en) | On demand machine rimpull adjustment to prevent tire slip | |
이진규 et al. | Strategy for Motor Grader Blade Rotation considering Soil Distribution | |
Ur Rehman et al. | Effectiveness of similitude theory for bucket design and analysis for rubber tire loaders | |
US10669693B2 (en) | System and method for controlling a machine through an interrupted operation | |
Marshall et al. | Automated loading of fragmented rock in mining: A literature and technology survey |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |