[发明专利]挖掘机自主移动作业控制方法和系统

权利要求书

1.一种挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S1：在作业地面标识出挖掘机可识别的行进路径标记；

S2：通过挖掘机的人机交互界面选择设定工况模式和工作任务参数并将挖掘机停放在行进路径起点；

S3：控制器依据挖掘机设计参数、设定的工况模式和工作任务参数、通过视觉传感器识别出的行进路径、下部机构与行进路径的相对方向对作业动作进行规划并确定作业顺序、在每个工作循环中工作装置和挖掘机上部机构的运行轨迹以及每预定工作循环次数后下部机构的行走轨迹；

S4：进入自主移动作业模式后控制器按照姿态传感器检测的参数、所确定的工作装置和上部机构运行轨迹以及下部机构行走轨迹、确定的作业顺序控制工作装置、回转马达、左右行走马达进行相应的动作。

2.根据权利要求1所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于在进行步骤S4时，在每进行了预定个工作循环次数或每移动了预定长度距离后，控制器重新识别出行进路径并对作业动作进行规划、确定每个工作循环中工作装置和挖掘机上部机构的运行轨迹以及每预定工作循环次数后下部机构的行走轨迹；，控制器按照姿态传感器检测的参数、重新确定的工作装置和上部机构运行轨迹和下部机构行走轨迹、以及原确定的作业顺序控制工作装置、回转马达进行、左右行走马达进行相应的动作。

3.根据权利要求2所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于每完成预定次数的工作循环后通过视觉传感器识别出行进路径并重新确定下部机构与行进路径的相对方向。

4.根据权利要求1所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于所述步骤S3中作业动作规划时还检测挖掘机的倾斜角度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于所述步骤S3中作业动作规划包括在识别出的行进路径上确定各个作业停靠点的位置、在各个作业停靠点处铲斗作业顺序以及各个工作循环中的工作装置和挖掘机上部机构的运行轨迹以及每预定工作循环次数后下部机构的行走轨迹。

6.根据权利要求5所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于预先设定与工况对应的作业停靠点作业分布顺序表，控制器根据工作任务参数和对应工况的作业分布顺序表确定挖掘机在每个作业停靠点处的铲斗作业顺序和各个工作循环中的工作装置和挖掘机上部机构的运行轨迹。

7.根据权利要求6所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于当设定工况模式为挖沟模式时设定的工作任务参数包括沟槽的长度、宽度、深度、卸料高度、卸料回转方向、挖沟方向、铲斗宽度。

8.根据权利要求6所述的挖掘机自主移动作业控制方法，其特征在于设定工况模式为挖沟修坡模式时设定的工作任务参数包括坡面角度和坡面高度。

9.一种挖掘机自主移动作业控制系统，其特征在于包括：

视觉传感器，用于识别作业地面上挖掘机行进路径标记；

人机交互界面，用于输入和设置挖掘机的工况模式和工作任务参数；

姿态传感器，用于检测工作装置和上部机构的姿态；

控制器，其输入端与视觉传感器、人机交互界面、姿态传感器连接且输出端与挖掘机液压系统的电控端连接，所述控制器依据挖掘机设计参数、设定的工况模式、工作任务参数、识别出的行进路径、下部机构与行进路径的相对方向对作业动作进行规划，确定作业顺序、在每个工作循环中工作装置和挖掘机上部机构的运行轨迹以及每预定工作循环次数后下部机构的行走轨迹；进入自主移动作业模式后控制器按照姿态传感器检测的参数、所确定的工作装置和上部机构运行轨迹以及下部机构行走轨迹、确定的作业顺序控制工作装置、回转马达、左右行走马达进行相应的动作。

10.根据权利要求9所述的挖掘机自主移动作业控制系统，其特征在于所述姿态传感器包括：

用于检测铲斗与斗杆相对角度的铲斗角度传感器；

用于检测斗杆与动臂相对角度的斗杆角度传感器；

用于检测动臂与回转平台相对角度的动臂角度传感器；

用于检测回转平台与下部机构相对角度的回转角度传感器；

用于检测行走马达转速的行走速度传感器；

用于检测挖掘机倾斜角度的机身倾斜角度传感器。