WO2022022590A1 - 工程机械 - Google Patents

工程机械 Download PDF

Info

Publication number
WO2022022590A1
WO2022022590A1 PCT/CN2021/109021 CN2021109021W WO2022022590A1 WO 2022022590 A1 WO2022022590 A1 WO 2022022590A1 CN 2021109021 W CN2021109021 W CN 2021109021W WO 2022022590 A1 WO2022022590 A1 WO 2022022590A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
construction machine
control module
information
construction
module
Prior art date
Application number
PCT/CN2021/109021
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
易琅琳
Original Assignee
四川鼎鸿智电装备科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 filed Critical 四川鼎鸿智电装备科技有限公司
Publication of WO2022022590A1 publication Critical patent/WO2022022590A1/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/867—Combination of radar systems with cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar

Definitions

  • the number of the electric cylinders 114 is multiple, which can be divided into two lifting electric cylinders hinged with the two lifting arms 1131, and a flipping electric cylinder hinged with the flipping arm 1132.
  • One end of the two lifting electric cylinders is connected to the frame.
  • the front end of the 1111 is hinged, the other ends of the two lifting electric cylinders are hinged with the corresponding lifting arm 1131, one end of the flipping electric cylinder is hinged with the front end of the frame 1111, and the other end is hinged with the other end of the flipping arm 1132.
  • Each electric cylinder 114 includes a lead screw and a second motor for driving the lead screw, and a second encoder is provided corresponding to each second motor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

一种工程机械（100），包括工程机械本体（110），及设置在工程机械本体（110）上的智能系统（120），智能系统（120）包括控制装置（121），工程机械本体（110）包括行驶装置（111）及与行驶装置（111）连接的工作装置（112），控制装置（121）用于接收作业指令，并根据作业指令、工程机械（100）的环境、工程机械（100）的位置，以及行驶装置（111）和工作装置（112）的运行状态，控制行驶装置（111）和工作装置（112）运行。

Description

工程机械 技术领域
本申请涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种工程机械。
 背景技术
工程机械一般包括装载机、挖掘机、推土机等，其广泛应用于城市建设、矿山开采、灾害救援和国防事业等诸多领域。现有技术中，工程机械的智能化程度较低，一般是通过操作人员手动对工程机械进行操控，来使工程机械完成挖掘、装载等工作。
 技术问题
工程机械所使用的环境一般比较恶劣，容易对工作机械操作人员的身心健康造成影响。
因此，如何实现工程机械的智能化，使工程机械能够自动完成作业，避免工程机械的作业环境影响操作人员的身心健康成为急需解决的问题。
 技术解决方案
本申请实施例提供一种工程机械智能系统及工程机械，旨在解决如何让工程机械实现自动化作业的问题，避免工程机械的作业环境影响操作人员的身心健康。
本申请实施例提供一种工程机械，包括工程机械本体，所述工程机械本体包括行驶装置，及与所述行驶装置连接的工作装置，所述工程机械还包括设置在所述工程机械本体上的智能系统，所述智能系统包括控制装置，及与所述控制装置电连接的环境检测装置、导航定位装置和状态检测装置；
所述环境检测装置用于采集所述工程机械的环境信息，并将所述环境信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述环境信息确定所述工程机械周边的环境；
所述导航定位装置用于检测所述工程机械的位置信息，并将所述位置信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述位置信息确定所述工程机械的位置；
所述状态检测装置用于检测所述行驶装置和所述工作装置的状态信息，并将所述状态信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述状态信息确定所述行驶装置和所述工作装置的运行状态；
所述控制装置还用于接收作业指令，并根据所述作业指令、所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述行驶装置和所述工作装置的运行状态，控制所述行驶装置和所述工作装置运行。
在一些实施例中，所述控制装置包括第一控制模块，所述环境检测装置包括与所述第一控制模块电连接的作业环境检测模块和障碍物检测模块；
所述作业环境检测模块用于采集所述工程机械的作业环境信息，并输出对应的第一信号；
所述障碍物检测模块用于采集所述工程机械周围的障碍物信息，并输出对应的第二信号；
所述第一控制模块用于接收所述第一信号和所述第二信号，并根据所述第一信号和所述第二信号确定所述工程机械周边的环境。
在一些实施例中，所述作业环境检测模块包括与所述第一控制模块电连接的3D地图构建组件，所述3D地图构建组件用于采集所述工程机械作业环境的3D地形信息，并将所述3D地形信息传输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述3D地形信息构建所述工程机械作业环境的3D地图；和/或，
所述作业环境检测模块包括与所述第一控制模块电连接的作业介质感知组件，所述作业介质感知组件用于检测作业介质的距离信息，并将所述距离信息输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述距离信息确定所述作业介质的相对位置信息。
在一些实施例中，所述3D地图构建组件包括与所述第一控制模块电连接的激光雷达组和摄像头组，所述激光雷达组用于扫描所述工程机械周边环境物体的距离信息和角度信息，并将所述距离信息和角度信息传输至所述第一控制模块；所述摄像头组用于采集所述工程机械周边环境物体的图像信息，并将所述图像信息传输至所述第一控制模块；
所述第一控制模块根据所述距离信息、所述角度信息和所述图像信息确定所述工程机械作业环境的3D地图。
在一些实施例中，所述激光雷达组和所述摄像头组设置在所述行驶装置的顶部。
在一些实施例中，在所述工程机械的顶部设置有可升降的支撑装置，所述支撑装置上方设置有云台，所述激光雷达组和所述摄像头组设置于所述云台上。
在一些实施例中，所述作业介质感知组件包括设置在所述工程机械前侧的第二超声波雷达，所述第二超声波雷达用于检测作业介质的距离信息。
在一些实施例中，所述第二超声波雷达的数量为多个，多个所述第二超声波雷达分布在所述工程机械的四周。
在一些实施例中，所述障碍物检测模块包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个摄像头，所述多个摄像头用于采集所述工程机械周边的障碍物图像信息，并将所述障碍物图像信息传输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述障碍物图像信息确定所述工程机械周边的障碍物距离、类别和形态。
在一些实施例中，所述障碍物检测模块还包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个毫米波雷达，所述多个毫米波雷达用于检测所述工程机械四周的障碍物距离、位置及运动状态；和/或，
所述障碍物检测模块还包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个超声波雷达，所述多个超声波雷达用于检测所述工程机械四周的障碍物距离和位置。
在一些实施例中，所述控制模块还包括第二控制模块，所述导航定位装置包括设置在所述工程机械本体上的导航模块，所述导航模块与所述第二控制模块电连接，所述导航模块用于采集所述工程机械的位置信息，并将所述位置信息发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述位置信息确定所述工程机械的位置。
在一些实施例中，所述导航模块包括与所述第二控制模块电连接的卫星导航组件、惯性导航组件和视觉里程计组件；
所述卫星导航组件用于根据卫星信号对所述工程机械进行定位，并输出对应的第一定位信号至所述第二控制模块；
所述惯性导航用于检测工程机械的运行状态，根据所述运行状态对所述工程机械进行定位，并输出对应的第二定位信号至所述第二控制模块；
视觉里程计组件用于检测所述工程机械运动过程中周边的环境变化信息，根据所述环境变化信息对所述工程机械进行定位，并输出对应的第三定位信号至所述第二控制模块；
所述第二控制模块根据所述第一定位信号、所述第二定位信号和所述第三定位信号中的至少一个，及所述环境信息确定所述工程机械的位置。
在一些实施例中，所述行驶装置包括车架，所述车架上设置有车轮及与所述车轮连接的第一电机；所述控制装置包括第三控制模块，所述状态监测装置还包括与所述第一电机电连接的第一编码器，所述第一编码器与所述第三控制模块电连接，所述第三控制模块接收所述第一编码器的第一反馈信号，并根据所述第一反馈信号确定所述行驶装置的行驶状态。
在一些实施例中，所述工作装置包括与所述行驶装置连接的工作模块，及与所述工作模块连接并驱动所述工作模块活动的电动缸，所述电动缸包括第二电机；所述控制装置包括第四控制模块，所述状态监测装置包括与所述第二电机电连接的第二编码器，所述第二编码器与所述第四控制模块电连接，所述第四控制模块接收所述第二编码器的第二反馈信号，并根据所述第二反馈信号确定所述工作装置的工作状态。
在一些实施例中，所述工作模块包括两个举升臂、翻转臂及铲斗，所述两个举升臂并列设置，所述两个举升臂的一端与所述车架前端铰接，所述两个举升臂的另一端与所述铲斗铰接，所述两个举升臂的中部通过连接部连接在一起，所述翻转臂的中部与所述连接部铰接在一起，所述翻转臂的一端通过连杆与所述铲斗铰接；
所述电动缸包括翻转电动缸及两个举升电动缸，所述两个举升电动缸的一端与所述车架的前端铰接，所述两个举升电动缸的另一端与对应的所述举升臂铰接，所述翻转电动缸的一端与所述车架的前端铰接在一起，另一端与所述翻转臂的另一端铰接在一起。
在一些实施例中，所述电动缸包括与所述第二电机的输出端连接的丝杠，所述智能系统与所述第二电机电连接，并控制所述第二电机转动，以使所述第二电机驱动所述丝杠伸缩。
在一些实施例中，所述工程机械为装载机、挖掘机或推土机。
在一些实施例中，所述智能系统还包括遥控装置，所述遥控装置包括VR集成设备及控制设备，所述控制设备与所述VR集成设备电连接，所述控制设备与所述控制装置无线连接，所述控制装置将所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述行驶装置和所述工作装置的运行状态通过所述控制设备传输至所述VR集成设备，并在所述VR集成设备中进行显示；所述控制设备还用于接收所述VR集成设备输出的所述作业指令，并将所述作业指令传输至所述控制装置。
在一些实施例中，所述智能系统包括网络系统，所述网络系统包括路由器，所述路由器设置于所述工程机械内，并与所述控制装置之间通过网线连接。
在一些实施例中，所述第一控制模块与所述作业环境检测模块和所述障碍物检测模块通过控制器局域网络相连。
 有益效果
本申请实施例提供的工程机械通过环境检测装置采集工程机械的环境信息，并通过导航定位装置检测工程机械的位置信息，然后将工程机械的环境信息和位置信息传输至控制装置，由控制装置根据该信息确定出工程机械周边的环境以及工程机械的位置；同时，控制装置通过状态检测装置检测出工程机械的行驶装置和工作装置的运行状态，当控制装置接收到作业指令后，控制装置根据工程机械周边的环境、工程机械的位置，及行驶装置和工作装置当前的状态输出对应的控制信号，使工程机械的行驶装置能够在周边的环境中自动行驶，且工作装置在周边的环境中自动工作，从而实现工程机械的自动化作业，使工程机械无需操作人员现场进行操作，从而避免工程机械的作业环境影响操作人员的身心健康。
 附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的工程机械的一个实施例的结构示意图；
图2为图1中工程机械的另一角度视图；
图3为本申请实施提供的智能系统的一个实施例的结构示意图。
工程机械100；工程机械本体110；行驶装置111；车架1111；车轮1112；支撑装置1113；云台1114；工作装置112；工作模块113；举升臂1131；翻转臂1132；铲斗1133；连接部1134；连杆1135；电动缸114；智能系统120；控制装置121；环境检测装置122；第二超声波雷达1223；摄像头1224；毫米波雷达1225；第一超声波雷达1226；导航定位装置123；卫星导航组件1231；惯性导航组件1232；状态检测装置124。
 本发明的实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请实施例提供一种工程机械，其包括工程机械本体，及设置在工程机械本体上的智能系统，该智能系统用于检测工程机械的环境、位置及运行状态，并根据工程机械的环境、位置及运行状态对工程机械本体进行控制，使工程机械能够在周边的环境中自动行驶和工作。下面对工程机械的工程机械本体及智能系统进行详细描述。
如图1及图2所示，工程机械本体110可以包括行驶装置111，及与行驶装置111连接的工作装置112，工程机械100通过行驶装置111在周边的环境中进行移动，同时，工程机械100通过工作装置112在周边环境中进行作业。
其中，行驶装置111可以包括车架1111，及设置在车架1111上的车轮1112和驱动机构（图中未示出），该驱动机构用于与车轮1112连接，以驱动车轮1112转动，智能系统120通过与驱动机构电连接，并控制驱动机构驱动车轮1112转动，以使行驶装置111行驶。其中，驱动机构可以为第一电机，该第一电机与车轮1112连接，以驱动车轮1112转动。
具体地，行驶装置111的车轮1112数量为4个，第一电机的数量也为4个，且4个第一电机通过4个减速器与4个车轮1112一一对应连接，智能系统120与4个第一电机连接，通过控制4个第一电机转轴的旋转圈数和旋转速度，能够控制车轮1112的旋转圈数和旋转速度，进而能够精确控制行驶装置111的行驶距离和行驶速度。
工作装置112包括与车架1111连接的工作模块113，及与工作模块113连接并驱动工作模块113活动的电动缸114，智能系统120通过与电动缸114电连接，并控制电动缸114驱动工作模块113活动，以使工作模块113工作。其中，电动缸114可以包括第二电机及与第二电机的输出端连接的丝杠，智能系统120通过与第二电机电连接，并控制第二电机转动，以使第二电机驱动丝杠伸缩，进而改变电动缸114的整体长度，以实现驱动工作模块113工作。
在另一些实施例工程机械100也可以为挖掘机、推土机等等，不同类型的工程机械100，其行驶装置111及工作装置112的结构也存在差别。例如：当工程机械100为挖掘机时，工程机械100的行驶装置111可以包括底盘，及设置在底盘上的车架总成、中央回转接头等，工作装置112可以包括动臂，及连接在动臂上的铲斗1133等等。
下面对智能系统120的结构进行详细描述。
如图3所示，智能系统120可以包括控制装置121，及与控制装置121电连接的环境检测装置122、导航定位装置123和状态检测装置124，其中，环境检测装置122用于采集工程机械100的环境信息，并将环境信息传输至控制装置121，控制装置121根据环境信息确定工程机械100周边的环境；导航定位装置123用于检测工程机械100的位置信息，并将位置信息传输至控制装置121，控制装置121根据位置信息确定工程机械100的位置；状态检测装置124用于检测行驶装置111和工作装置112的状态信息，并将状态信息传输至控制装置121，控制装置121根据状态信息确定行驶装置111和工作装置112的运行状态；控制装置121还用于接收作业指令，并根据作业指令、工程机械100周边的环境、工程机械100的位置及行驶装置111和工作装置112的运行状态，控制行驶装置111和工作装置112运行。
本申请实施例提供的工程机械100通过环境检测装置122采集工程机械100的环境信息，并通过导航定位装置123检测工程机械100的位置信息，然后将工程机械100的环境信息和位置信息传输至控制装置121，由控制装置121根据该信息确定出工程机械100周边的环境以及工程机械100的位置；同时，控制装置121通过状态检测装置124检测出工程机械100的行驶装置111和工作装置112的运行状态，当控制装置接收到作业指令后，控制装置根据工程机械周边的环境、工程机械的位置，及行驶装置111和工作装置112当前的状态输出对应的控制信号，使工程机械100的行驶装置111能够在周边的环境中自动行驶，且工作装置112在周边的环境中自动工作，从而实现工程机械100的自动化作业，使工程机械100无需操作人员现场进行操作，从而避免工程机械100的作业环境影响操作人员的身心健康。
在一些实施例中，控制装置121可以包括第一控制模块，环境检测装置122可以包括与第一控制模块电连接的作业环境检测模块和障碍物检测模块，其中，作业环境检测模块用于采集工程机械100的作业环境信息，并输出对应的第一信号；障碍物检测模块用于采集工程机械100周围的障碍物信息，并输出对应的第二信号；第一控制模块用于接收第一信号和第二信号，并根据第一信号和第二信号确定工程机械100周边的环境。
本申请实施例提供的环境检测装置122通过作业环境检测模块输出的第一信号确定工程机械100周边的作业环境信息，并通过障碍物检测模块输出的第二信号确定工程机械100周边的障碍物信息，然后第一控制模块根据作业环境信息和障碍物信息确定出工程机械100周边的作业环境和障碍物，并将工程机械100周边的作业环境和障碍物作为工程机械100的周边环境，以便于智能系统120控制工程机械100的行驶装置111在作业环境中能够自动行驶和规避障碍物。
在一些实施例中，第一控制模块与作业环境检测模块和障碍物检测模块均可通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)相连，其中，CAN属于总线式串行通信网络，CAN总线结构一般划分为两层: 物理层和数据链路层 (包括逻辑链路控制子层和媒体访问控制子层)，由于控制器局域网络通讯方式具有可靠、实时和灵活的优点，因此在该工程机械100的作业环境监测系统之间采用CAN通讯，使得作业环境监测系统的各个组成部分之间的通讯更加稳定可靠。
在一些实施例中，作业环境检测模块可以包括与第一控制模块电连接的3D地图构建组件，该3D地图构建组件用于采集工程机械100作业环境的3D地形信息，并将3D地形信息传输至第一控制模块，然后，由第一控制模块根据接收到的3D地形信息构建工程机械100作业环境的3D地图。第一控制模块通过3D地图构建组件确定出工程机械100周边的3 D地图后，能够根据3D地图有效的规划出合适的行驶路线，并控制行驶装置111按照该行驶路线进行行驶。
具体地，3D地图构建组件可以包括与第一控制模块电连接的激光雷达组（图中未示出）和摄像头组（图中未示出），该激光雷达组和摄像头组设置在行驶装置111的顶部，激光雷达组用于扫描工程机械100周边环境物体的距离信息和角度信息，并将距离信息和角度信息传输至第一控制模块；摄像头组用于采集工程机械100周边环境物体的图像信息，并将图像信息传输至第一控制模块；第一控制模块根据距离信息、角度信息和图像信息确定工程机械100作业环境的3D地图。由于工程机械100的顶部的障碍物少以及高度较高，因此为激光雷达组和摄像头组提供了一个宽广的视野，降低了视野盲区，从而有效提高了成像效果。
其中，工程机械100周边环境物体是指工程机械100周边环境中的树木、土坡等物体。由于激光雷达组具有空间分辨率高、测距精度高的优点，能够准确的检测出工程机械100周边环境物体的位置和形状。而通过摄像头组采集到的工程机械100周边环境物体的图像信息，能够准确的识别出工程机械100周边环境物体的类型，因此，本申请中的第一控制模块通过将激光雷达组采集到的物体的距离信息和角度信息，及摄像头组采集到的图像信息集合在一起，能够更加准确的构建出工程机械100作业环境的3D地图。
在一些实施例中，如图1及图2所示，在工程机械100的顶部设置有可升降的支撑装置1113，该支撑装置1113上方设置有云台1114，并将激光雷达组和摄像头组设置于云台1114上，该云台1114具备减震功能，且该可升降的支撑装置1113为电动控制，工程机械100可根据需求调整该可升降的支撑装置1113的高度，从而调整激光雷达组和摄像头组的高度，以调整激光雷达组的扫描范围以及摄像头组的拍摄范围。
本实施例中，激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，激光雷达的工作原理与雷达非常相近，以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的树木、道路、桥梁和建筑物上，引起散射，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算，就得到从激光雷达到目标点的距离，脉冲激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，用此数据进行成像处理后，就可得到精确的三维立体图像。摄像头组一般可包括多个摄像头，该多个摄像头可以是3个，也可以是5个，其具体数目在此不做限定。
另外，作业环境检测模块也可以包括与第一控制模块电连接的作业介质感知组件，该作业介质感知组件用于检测作业介质的距离信息，并将距离信息传输至第一控制模块，第一控制模块根据距离信息确定作业介质的相对位置，以便于控制装置121控制工程机械100的作业装置准确对作业介质进行作业处理。其中，作业介质是指工程机械100的作业对象，工程机械100的类型不同，作业介质的类型也可能会存在差别，例如：当工程机械100为装载机时，作业介质包括石头、土堆等等，当工程机械100为推土机时，作业介质为土堆或其它结构。
在一些实施例中，如图1所示，作业介质感知组件可以包括设置工程机械100前侧的第二超声波雷达1223，该第二超声波雷达1223用于检测作业介质的距离信息。通过将第二超声波雷达1223设置于工程机械100前方，可以有效的检测工程机械100前侧的作业介质的位置信息，从而可以根据其作业介质的位置信息，调整工程机械100自身的位置和状态，使工程机械100自动移动到作业介质附近并对作业介质进行处理。
进一步的，第二超声波雷达1223也可在工程机械100的正后方和两侧方增加设置，也即，第二超声波雷达 1223的数量为多个，且分布在工程机械100的四周，如此可以全面的获取工程机械100周围的作业介质相关信息，然后可以将获取工程机械100周围的作业介质相关信息发送至第一控制模块，该第一控制模块可将工程机械100周围的作业介质相关信息和3D地形信息相结合，规划作业路径，从而优化作业效率。
需要说明的是，上述作业环境检测模块可以同时包括3D地图构建组件和作业介质感知组件，也可以只包括二者中的一者，具体可根据工程机械100的实际使用环境而定。例如：在工程机械100的实际应用过程中，若工程机械100的作业环境已知且固定不变，则可以事先进行作业环境的3D地形的构建，以获取当前作业环境的3D地形信息，工程机械100在作业过程中，可以直接将该3D地图传输至第一控制模块，而无需另外在设置3D地图构建组件。同样地，在工程机械100的实际应用过程中，若作业介质的位置已知，则工程机械100在作业过程中，可以直接将作业介质的相关信息传输至第一控制模块，而无需另外再设置作业介质感知组件。
在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100的四周的多个摄像头1224，该多个摄像头1224用于采集工程机械100周边的障碍物图像信息，并将障碍物图像信息传输至第一控制模块，第一控制模块根据障碍物图像信息确定工程机械100周边的障碍物距离、类别和形态。由于工程机械100被广泛应用于建筑工程、交通运输以及农林水利等领域，而在不同领域用于时，其实际作业环境不尽相同，例如，应用于建筑工地时，其建筑工地表面崎岖不平，周围附近可能会存放各种建材，又如，应用于农林水利时，其周围环境可能会是坑洼之地，周围或是池塘农田，而在不同的应用场景对应的障碍物也是不尽相同，因此精准的识别障碍物就显得格外重要，本实施例通过在工程机械100的前后及其侧身上间隔设置有多个摄像头1224，可以全方位的获取工程机械100周围的实拍图像，大大提升了障碍物的检测范围，降低了工程机械100与障碍物之间的碰撞几率。
在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块还可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100四周的多个毫米波雷达1225，该多个毫米波雷达1225用于检测工程机械100四周的障碍物距离、位置及运动状态。工程机械100在实际作业工程中会产生大量的灰层，当灰层量达到一定时，工程机械100上的摄像组等视觉传感设备的功能将受到影响，因此，通过在工程机械100的四周设置毫米波雷达1225，利用该毫米波雷达1225具备的穿透雾、烟、灰尘能力强和抗干扰能力强的特点，有效提高了特种情况的防撞避障，从而提高工程机械100智能化作业的安全性。
在一些实施例中，如图2所示，障碍物检测模块还可以包括与第一控制模块电连接并安装在工程机械100的四周的多个第一超声波雷达1226，该多个第一超声波雷达1226用于检测所述工程机械100四周的障碍物距离和位置。由于第一超声波雷达1226具有穿透能力强、衰减小、反射能力强、对光照、色彩、电磁场不敏感，以及，不易受恶劣天气影响等特点，能够有效的对工程机械100四周的障碍物进行检测，避免受到灰尘、光照等的影响，从而提高工程机械100智能化作业的安全性。其中，第一超声波雷达1226和上述第二超声波雷达1223可以为同一个超声波雷达，也可以为不同的超声波雷达，当然，前者能够降低工程机械100的成本。
需要说明的是，本申请中的障碍物检测模块可以同时包括毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226，也可以只包括毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226中的一个，当然，前者能够通过毫米波雷达1225检测200m范围内的障碍物，并通过第一超声波雷达1226检测近距离障碍物，从而更加准确的对工程机械100附近的障碍物进行检测。
另外，本申请中的第一控制模块的数量可以为一个或多个，例如：可以使第一控制模块的数量为一个，作业环境检测模块的激光雷达组、摄像头组和第二超声波雷达1223，以及障碍物检测模块的摄像头1224、毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226等传感器均与该第一检测模块电连接。或者，也可以使作业环境检测模块的激光雷达组、摄像头组和第二超声波雷达1223，以及障碍物检测模块的摄像头1224、毫米波雷达1225和第一超声波雷达1226等传感器各自与不同的第一控制模块电连接。
在一些实施例中，控制装置121可以包括第二控制模块，导航定位装置123可以包括设置在工程机械本体110上的导航模块，该导航模块与第二控制模块电连接，导航模块用于采集工程机械100的位置信息，并将该位置信息发送至第二控制模块，使第二控制模块根据位置信息确定工程机械100的位置。控制装置121的第二控制模块通过导航模块能够准确的获取工程机械100的位置，以便于控制装置121对行驶装置111的行驶方向和行驶距离进行准确的控制。
其中，如图1所示，导航模块可以包括与第二控制模块电连接的卫星导航组件1231、惯性导航组件1232和视觉里程计组件（图中未示出）；卫星导航组件1231用于根据卫星信号对工程机械100进行定位，并输出对应的第一定位信号至第二控制模块；惯性导航用于检测工程机械100的运行状态，根据运行状态对工程机械100进行定位，并输出对应的第二定位信号至第二控制模块；视觉里程计组件用于检测工程机械100运动过程中周边的环境变化信息，根据环境变化信息对工程机械100进行定位，并输出对应的第三定位信号至第二控制模块；控制装置121的第二控制模块根据第一定位信号、第二定位信号和第三定位信号中的至少一个，及环境检测装置122采集到的环境信息确定工程机械100的位置。
卫星导航组件1231具有成本低、定位准确等优点，但是，由于卫星导航是一种被动定位，卫星信号很容易受外界环境的影响，在复杂的城市高密度区，卫星信号的传播受到阻挡或者信号被反射和衍射，导致接收机接收到的信号在位置解算时出现偏差，使得精度远远达不到要求。
而惯性导航组件1232是一种根据三维航位推算位置的导航组件，硬件部分包括惯性传感器和导航处理器，其中惯性传感器包括加速计和陀螺仪。惯性导航组件1232安装在工程机械本体110的行驶装置111上，并与运算控制器信号连接，惯性导航组件1232通过测量工程机械100的加速度和角加速度，并对时间积分得到位置和速度，可以在短时间内提供较高的计算精度。但是随着时间的增长，会出现比较大的误差累积，速度累积误差和时间成正比，位置的误差随着时间的平方累积，所以惯性导航需要融合其他导航系统来保证系统的长期稳定性。
视觉里程计组件采用相机根据工程机械100运动中的周边环境进行相对定位，主要采用双目相机。
本申请通过使导航模块同时包括卫星导航组件1231、惯性导航组件1232和视觉里程计组件，当在有卫星导航信号的情况下，可以主要通过卫星导航组件1231进行定位，同时，惯性导航组件1232和视觉里程组件可以辅助进行定位或不进行定位；当在没有卫星导航信号时，可以将惯性导航组件1232和视觉里程组件结合在一起对工程机械100进行定位，以使工程机械100在不同的情况加均能够进行定位。
在一些实施例中，控制装置121可以包括第三控制模块，状态检测装置124可以包括与行驶装置111的第一电机电连接的第一编码器（图中未示出），该第一编码器与控制装置121的第三控制模块电连接，第三控制模块用于接收第一编码器的第一反馈信号，并根据第一反馈信号确定所述行驶装置111的行驶状态。
其中，行驶装置111的行驶状态可以包括行驶距离、行驶速度及行驶加速度。另外，第一电机可以是目前常用的电机种类中的一种，例如，伺服电机、步进电机等；第一编码器可以是目前常用的编码器种类中的一种，例如，绝对值编码器、增量编码器、旋转变压器等，本实施例不限定第一电机以及第一编码器的类型。
当第一电机开始工作之后，与第一电机对应的第一编码器便开始实时对该第一电机的工作状态进行监测，并将监测到的工作状态参数反馈到控制装置121的第三控制模块，此处的工作状态可以是第一电机的实际所转圈数、实际转速、实际转动加速度等。控制装置121的第三控制模块接收到第一编码器的反馈信号后，对该反馈信号进行解析，通过相关的运算换算，计算得到行驶装置111的实际行驶状态，此处的实际行驶状态，可以包括行驶装置111的实际行驶距离、实际行驶速度、实际行驶加速度等。
可以理解的是，第一电机一般通过减速器与车轮1112连接，当第一电机旋转时，会带动车轮1112转动，且第一电机的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度与对应车轮1112的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度的比值固定，因此，当第一电机的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度确定后，可以计算出车轮1112的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度，进而计算出行驶装置111的行驶距离、行驶速度及行驶加速度。
在一些实施例中，控制装置121可以包括第四控制模块，状态检测装置124可以包括与工作装置112的第二电机1143电连接的第二编码器（图中未示出），该第二编码器与控制装置121的第四控制模块电连接，控制装置121的第四控制模块接收第二编码器的第二反馈信号，并根据第二反馈信号确定工作装置112的工作状态。
其中，工作装置112的工作状态可以包括运动距离、速度、加速度等等。另外，第二电机可以是目前常用的电机种类中的一种，例如，伺服电机、步进电机等；第二编码器可以是目前常用的编码器种类中的一种，例如，绝对值编码器、增量编码器、旋转变压器等，本实施例不限定第二电机以及第二编码器的类型。
当第二电机开始工作之后，与第二电机对应的第二编码器便开始实时对该第二电机的工作状态进行监测，并将监测到的工作状态参数反馈到控制装置121的第四控制模块，此处的工作状态可以是第二电机的实际所转圈数、实际转速、实际转动加速度等。控制装置121的第四控制模块接收到第二编码器的反馈信号后，对该反馈信号进行解析，通过相关的运算换算，计算得到工作装置112的实际活动状态，此处的实际活动状态，可以包括工作装置112的实际运动距离、实际运动速度、实际运动加速度等。
具体地，如图1及图2所示，工程机械100为装载机，其工作装置112的工作模块113包括两个举升臂1131、翻转臂1132及铲斗1133，两个举升臂1131并列设置，且两个举升臂1131的一端与车架1111前端铰接，两个举升臂1131的另一端与铲斗1133铰接，两个举升臂1131的中部通过连接部1134连接在一起，翻转臂1132的中部与连接部1134铰接在一起，且翻转臂1132的一端通过连杆1135与铲斗1133铰接。电动缸114的数量为多个，可以分为与两个举升臂1131铰接的两个举升电动缸，以及与翻转臂1132铰接的翻转电动缸，两个举升电动缸的一端与车架1111的前端铰接，两个举升电动缸的另一端与对应的举升臂1131铰接，翻转电动缸的一端与车架1111的前端铰接在一起，另一端与翻转臂1132的另一端铰接在一起。每个电动缸114均包括丝杠及驱动丝杠的第二电机，且对应每个第二电机均设置有与第二编码器。
控制装置121的第四控制模块根据举升电动缸和翻转电动缸的第二编码器反馈的编码信号，能够计算出举升电动缸和翻转电动缸的电机的旋转圈数、旋转速度及旋转加速度，进而计算出举升电动缸和翻转电动缸的伸缩长度、伸缩速度及伸缩加速度等运行状态，然后再根据举升电动缸和翻转电动缸的运行状态计算出举升臂1131、翻转臂1132的运行状态，进而计算出铲斗1133的运行状态。
在一些实施例中，智能系统120还可以包括遥控装置，该遥控装置包括VR集成设备及控制设备，控制设备与VR集成设备电连接，且控制设备与控制装置121无线连接。由此，可以将遥控装置放置在室内，工程机械100将工程机械100周边的环境、工程机械100的位置及行驶装置111和工作装置112的运行状态反馈至VR集成设备并进行显示，然后由操作人员通过VR集成设备远程对工程机械100进行控制。这样能够降低对控制装置121的运算要求，同时，还能够使操作人员远程操控工程机械100，避免工程机械100的作业环境对操作人员的身心健康造成影响。
具体地，控制装置121将工程机械100周边的环境、工程机械100的位置及行驶装置111和工作装置112的运行状态通过控制设备传输至VR集成设备，并在VR集成设备中进行显示；控制设备还用于接收VR集成设备输出的作业指令，并将作业指令传输至控制装置121，使控制装置121根据作业指令对工程机械100进行相应的控制。
在一些实施例中，工程机械100的智能系统120还可以包括网络系统，该网络系统包括路由器，该路由器设置于该工程机械100体内，并与控制装置121之间通过网线连接。在使用工程机械100时，路由器与遥控装置的控制设备无线连接，以和遥控设备之间传输数据。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种工程机械进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (20)

  1. 一种工程机械，包括工程机械本体，所述工程机械本体包括行驶装置，及与所述行驶装置连接的工作装置，其中，所述工程机械还包括设置在所述工程机械本体上的智能系统，所述智能系统包括控制装置，及与所述控制装置电连接的环境检测装置、导航定位装置和状态检测装置；
    所述环境检测装置用于采集所述工程机械的环境信息，并将所述环境信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述环境信息确定所述工程机械周边的环境；
    所述导航定位装置用于检测所述工程机械的位置信息，并将所述位置信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述位置信息确定所述工程机械的位置；
    所述状态检测装置用于检测所述行驶装置和所述工作装置的状态信息，并将所述状态信息传输至所述控制装置，所述控制装置根据所述状态信息确定所述行驶装置和所述工作装置的运行状态；
    所述控制装置还用于接收作业指令，并根据所述作业指令、所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述行驶装置和所述工作装置的运行状态，控制所述行驶装置和所述工作装置运行。
  2. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述控制装置包括第一控制模块，所述环境检测装置包括与所述第一控制模块电连接的作业环境检测模块和障碍物检测模块；
    所述作业环境检测模块用于采集所述工程机械的作业环境信息，并输出对应的第一信号；
    所述障碍物检测模块用于采集所述工程机械周围的障碍物信息，并输出对应的第二信号；
    所述第一控制模块用于接收所述第一信号和所述第二信号，并根据所述第一信号和所述第二信号确定所述工程机械周边的环境。
  3. 如权利要求2所述的工程机械，其中，所述作业环境检测模块包括与所述第一控制模块电连接的3D地图构建组件，所述3D地图构建组件用于采集所述工程机械作业环境的3D地形信息，并将所述3D地形信息传输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述3D地形信息构建所述工程机械作业环境的3D地图；和/或，
    所述作业环境检测模块包括与所述第一控制模块电连接的作业介质感知组件，所述作业介质感知组件用于检测作业介质的距离信息，并将所述距离信息输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述距离信息确定所述作业介质的相对位置信息。
  4. 如权利要求3所述的工程机械，其中，所述3D地图构建组件包括与所述第一控制模块电连接的激光雷达组和摄像头组，所述激光雷达组用于扫描所述工程机械周边环境物体的距离信息和角度信息，并将所述距离信息和角度信息传输至所述第一控制模块；所述摄像头组用于采集所述工程机械周边环境物体的图像信息，并将所述图像信息传输至所述第一控制模块；
    所述第一控制模块根据所述距离信息、所述角度信息和所述图像信息确定所述工程机械作业环境的3D地图。
  5. 如权利要求4所述的工程机械，其中，所述激光雷达组和所述摄像头组设置在所述行驶装置的顶部。
  6. 如权利要求4所述的工程机械，其中，在所述工程机械的顶部设置有可升降的支撑装置，所述支撑装置上方设置有云台，所述激光雷达组和所述摄像头组设置于所述云台上。
  7. 如权利要求3所述的工程机械，其中，所述作业介质感知组件包括设置在所述工程机械前侧的第二超声波雷达，所述第二超声波雷达用于检测作业介质的距离信息。
  8. 如权利要求3所述的工程机械，其中，所述第二超声波雷达的数量为多个，多个所述第二超声波雷达分布在所述工程机械的四周。
  9. 如权利要求2所述的工程机械，其中，所述障碍物检测模块包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个摄像头，所述多个摄像头用于采集所述工程机械周边的障碍物图像信息，并将所述障碍物图像信息传输至所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述障碍物图像信息确定所述工程机械周边的障碍物距离、类别和形态。
  10. 如权利要求2所述的工程机械，其中，所述障碍物检测模块还包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个毫米波雷达，所述多个毫米波雷达用于检测所述工程机械四周的障碍物距离、位置及运动状态；和/或，
    所述障碍物检测模块还包括与所述第一控制模块电连接并安装在所述工程机械四周的多个第一超声波雷达，所述多个第一超声波雷达用于检测所述工程机械四周的障碍物距离和位置。
  11. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述控制模块还包括第二控制模块，所述导航定位装置包括设置在所述工程机械本体上的导航模块，所述导航模块与所述第二控制模块电连接，所述导航模块用于采集所述工程机械的位置信息，并将所述位置信息发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块根据所述位置信息确定所述工程机械的位置。
  12. 如权利要求11所述的工程机械，其中，所述导航模块包括与所述第二控制模块电连接的卫星导航组件、惯性导航组件和视觉里程计组件；
    所述卫星导航组件用于根据卫星信号对所述工程机械进行定位，并输出对应的第一定位信号至所述第二控制模块；
    所述惯性导航用于检测工程机械的运行状态，根据所述运行状态对所述工程机械进行定位，并输出对应的第二定位信号至所述第二控制模块；
    所述视觉里程计组件用于检测所述工程机械运动过程中周边的环境变化信息，根据所述环境变化信息对所述工程机械进行定位，并输出对应的第三定位信号至所述第二控制模块；
    所述第二控制模块根据所述第一定位信号、所述第二定位信号和所述第三定位信号中的至少一个，及所述环境信息确定所述工程机械的位置。
  13. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述行驶装置包括车架，所述车架上设置有车轮及与所述车轮连接的第一电机；所述控制装置包括第三控制模块，所述状态监测装置还包括与所述第一电机电连接的第一编码器，所述第一编码器与所述第三控制模块电连接，所述第三控制模块接收所述第一编码器的第一反馈信号，并根据所述第一反馈信号确定所述行驶装置的行驶状态。
  14. 如权利要求13所述的工程机械，其中，所述工作装置包括与所述行驶装置连接的工作模块，及与所述工作模块连接并驱动所述工作模块活动的电动缸，所述电动缸包括第二电机；所述控制装置包括第四控制模块，所述状态监测装置包括与所述第二电机电连接的第二编码器，所述第二编码器与所述第四控制模块电连接，所述第四控制模块接收所述第二编码器的第二反馈信号，并根据所述第二反馈信号确定所述工作装置的工作状态。
  15. 如权利要求14所述的工程机械，其中，所述工作模块包括两个举升臂、翻转臂及铲斗，所述两个举升臂并列设置，所述两个举升臂的一端与所述车架前端铰接，所述两个举升臂的另一端与所述铲斗铰接，所述两个举升臂的中部通过连接部连接在一起，所述翻转臂的中部与所述连接部铰接在一起，所述翻转臂的一端通过连杆与所述铲斗铰接；
    所述电动缸包括翻转电动缸及两个举升电动缸，所述两个举升电动缸的一端与所述车架的前端铰接，所述两个举升电动缸的另一端与对应的所述举升臂铰接，所述翻转电动缸的一端与所述车架的前端铰接在一起，另一端与所述翻转臂的另一端铰接在一起。
  16. 如权利要求14所述的工程机械，其中，所述电动缸包括与所述第二电机的输出端连接的丝杠，所述智能系统与所述第二电机电连接，并控制所述第二电机转动，以使所述第二电机驱动所述丝杠伸缩。
  17. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述工程机械为装载机、挖掘机或推土机。
  18. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述智能系统还包括遥控装置，所述遥控装置包括VR集成设备及控制设备，所述控制设备与所述VR集成设备电连接，所述控制设备与所述控制装置无线连接，所述控制装置将所述工程机械周边的环境、所述工程机械的位置及所述行驶装置和所述工作装置的运行状态通过所述控制设备传输至所述VR集成设备，并在所述VR集成设备中进行显示；所述控制设备还用于接收所述VR集成设备输出的所述作业指令，并将所述作业指令传输至所述控制装置。
  19. 如权利要求1所述的工程机械，其中，所述智能系统包括网络系统，所述网络系统包括路由器，所述路由器设置于所述工程机械内，并与所述控制装置之间通过网线连接。
  20. 如权利要求2所述的工程机械，其中，所述第一控制模块与所述作业环境检测模块和所述障碍物检测模块通过控制器局域网络相连。
PCT/CN2021/109021 2020-07-29 2021-07-28 工程机械 WO2022022590A1 (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010741652.6 2020-07-29
CN202010741652.6A CN114035561A (zh) 2020-07-29 2020-07-29 工程机械

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022022590A1 true WO2022022590A1 (zh) 2022-02-03

Family

ID=80037194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2021/109021 WO2022022590A1 (zh) 2020-07-29 2021-07-28 工程机械

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114035561A (zh)
WO (1) WO2022022590A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114985086A (zh) * 2022-06-23 2022-09-02 徐州工程学院 一种新型履带式移动破碎站多功能辅助装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040158355A1 (en) * 2003-01-02 2004-08-12 Holmqvist Hans Robert Intelligent methods, functions and apparatus for load handling and transportation mobile robots
CN104476548A (zh) * 2014-10-24 2015-04-01 四川省绵阳西南自动化研究所 一种挖掘机器人自主作业控制系统及方法
CN105137997A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 水利施工振动碾压机自动驾驶系统与方法
CN207198663U (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 徐工集团工程机械股份有限公司 压路机及压路机控制系统
CN108222093A (zh) * 2018-01-02 2018-06-29 清华大学 一种自主推土机器人
CN108797669A (zh) * 2018-06-20 2018-11-13 清华大学 一种自主3d挖掘施工机器人
CN110221610A (zh) * 2019-06-10 2019-09-10 吉林大学 无人驾驶工程机械的智能化作业系统及作业方法
CN110331639A (zh) * 2019-07-08 2019-10-15 长安大学 一种可自主作业智能压路机系统
CN110453572A (zh) * 2019-07-30 2019-11-15 阳光学院 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法
CN111364549A (zh) * 2020-02-28 2020-07-03 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种基于激光雷达的同步建图和自动作业方法及系统
CN212612750U (zh) * 2020-07-29 2021-02-26 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 工程机械

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017115387A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 株式会社Ｎｉｐｐｏ 建設機械自動制御システム
CN108710376A (zh) * 2018-06-15 2018-10-26 哈尔滨工业大学 基于多传感器融合的slam与避障的移动底盘
CN108646786A (zh) * 2018-07-24 2018-10-12 上海伯镭智能科技有限公司 一种基于多轴无人机的机械设备巡检系统及其方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040158355A1 (en) * 2003-01-02 2004-08-12 Holmqvist Hans Robert Intelligent methods, functions and apparatus for load handling and transportation mobile robots
CN104476548A (zh) * 2014-10-24 2015-04-01 四川省绵阳西南自动化研究所 一种挖掘机器人自主作业控制系统及方法
CN105137997A (zh) * 2015-09-22 2015-12-09 清华大学 水利施工振动碾压机自动驾驶系统与方法
CN207198663U (zh) * 2017-09-30 2018-04-06 徐工集团工程机械股份有限公司 压路机及压路机控制系统
CN108222093A (zh) * 2018-01-02 2018-06-29 清华大学 一种自主推土机器人
CN108797669A (zh) * 2018-06-20 2018-11-13 清华大学 一种自主3d挖掘施工机器人
CN110221610A (zh) * 2019-06-10 2019-09-10 吉林大学 无人驾驶工程机械的智能化作业系统及作业方法
CN110331639A (zh) * 2019-07-08 2019-10-15 长安大学 一种可自主作业智能压路机系统
CN110453572A (zh) * 2019-07-30 2019-11-15 阳光学院 电控智能液压振动压路机系统及其控制方法
CN111364549A (zh) * 2020-02-28 2020-07-03 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种基于激光雷达的同步建图和自动作业方法及系统
CN212612750U (zh) * 2020-07-29 2021-02-26 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 工程机械

Also Published As

Publication number Publication date
CN114035561A (zh) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200399869A1 (en) Image display system for work machine, remote operation system for work machine, and work machine
JP7154362B2 (ja) 作業車
US9322148B2 (en) System and method for terrain mapping
US20120173185A1 (en) Systems and methods for evaluating range sensor calibration data
BRPI0809249B1 (pt) método para planejamento e execução de trajetos livres de obstáculo para a maquinaria de escavação rotatória
JP2008510992A (ja) 器具の位置の非接触型決定を実行する方法及びシステム
CN212612750U (zh) 工程机械
CN113287075A (zh) 作业车辆用的障碍物监测系统
WO2019187883A1 (ja) 作業車両用の障害物検知システム
CN112302396B (zh) 用于最大化作业车辆的生产率的系统和方法
US20200369290A1 (en) System and method for configuring worksite warning zones
IL257428A (en) Excavation by unmanned vehicle
JP2019175059A (ja) 作業車両の走行制御システム
WO2022022583A1 (zh) 工程机械
CN111441406B (zh) 用于坡度控制的鸟瞰校准
WO2022022590A1 (zh) 工程机械
CN112947433A (zh) 一种果园移动机器人及其自主导航方法
US20240331369A1 (en) Sensor fusion system and sensing method for construction equipment
CN114035198A (zh) 工程机械及其环境检测系统
CN114032978A (zh) 工程机械
US11976444B2 (en) Work machine with grade control using external field of view system and method
WO2024070333A1 (ja) 建設機械
US11908076B2 (en) Display system and display method
US20230092265A1 (en) Laser reference tracking and target corrections for work machines
WO2023234255A1 (ja) センシングシステム、農業機械、およびセンシング装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21849137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21849137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1