[发明专利]挖掘机自主移动作业控制方法和系统

说明书

本发明涉及挖掘机自主移动作业控制方法和系统，为解决现有挖掘机要实现自主移动作业成本高的问题；提供一种挖掘机自主移动作业控制方法和系统，其中控制方法的步骤是在作业地面标识出行进路径标记；选择设定工况模式和工作任务参数；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；控制器按照姿态传感器检测的参数、所确定相关轨迹与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。控制方法不依赖卫星或基站信号额数字化地图，实现自主移动作业，成本较低，满足小用户单机自主作业需求。

技术领域

本发明涉及一种挖掘机移动控制方法，更具体地说，涉及一种挖掘机自主移动作业控制方法和系统。

背景技术

自动化或智能化挖掘机可行实现自主行走移动，以便在某些工况下自主作业。现有挖掘机要实现自主行走，要在机器上安装卫星收发通讯设备，通过接收定位导航卫星信号获得机器位置信息。如果需要高精度的位置信息，还需要附近有高精度定位基站卫星信号进行修正。同时还需要有施工场地的数字化地图上对机器移动路径进行规划，制定导航路线。

在机器上安装卫星收发通讯设备或附近有基站，同时还需要数字化地图。这会导致很高的成本，这使得这种做法只比较适合大工地机群化作业，不适合用户单机自主作业需求，否则会造成拥有单机或少量挖掘机的用户负担高额的成本费用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机要实现自主移动作业成本高的问题，而提供一种实施成本低的挖掘机自主移动作业控制方法和系统。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供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；该行进路径标记可以是操作员驾驶室挖掘机碾压出的痕迹、用石灰粉标识出的明显路径、激光在地面上照射而成的标记线、又或者是其他标记如小旗帜等标识而成的线路。

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。在本发明中，挖掘机利用视觉传感器识别机器移动路径，通过控制器控制挖掘机移动避免操作者目测或凭感觉操作导致机器行走偏离施工路线，在某些工况下实现挖掘机自主移动、自主作业，不需要人实时操作，减轻操作者工作强度。该控制方法控制下，挖掘机自主移动不依赖卫星或基站信号，也不需要绘制施工场地的数字化地图，实现自主移动作业的成本较低，满足小用户单机自主作业需求。

上述控制方法中，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。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重新对作业动作进行规划，可消除挖掘机位置偏离的累计误差，提高作业精度。同时，若作业长度太长，视觉传感器未必能够一次就能识别整个行进路径，需要分多次识别。

上述控制方法中，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，以便下部机构在向下一个作业停靠点移动时调整下部机构的方向。