[发明专利]一种挖掘机进行自动修坡的施工方法

说明书

本发明公开了一种挖掘机进行自动修坡的施工方法，施工过程包括挖掘机工作臂、双目相机、坡度输入单元；先结合施工图纸，利用挖掘机坡度输入装置设定工作坡面坡度与高度信息；修标准坡面；利用双目相机对标准坡面做边缘检测得到斜坡的上边缘线和下边缘线作为工作线，根据检测到标准斜坡的工作线，推测下一工作循环的上下工作线，结合斜坡高度与坡度信息计算出挖掘机铲斗的工作轨迹；利用双目相机采集标准坡度信息作为判断修坡是否工作完成的标准；挖掘机按照设定的工作轨迹开始自动修坡工作；通过双目相机采集吃土量信息以及斜坡固定点的距离判断是否完成修坡，若没有完成则回到继续工作，若完成则前进一个铲斗的宽度，进行下一个修坡循环。

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种使用挖掘机进行自动修坡的施工方法。

背景技术

挖掘机作为一种工程机械，能够高效率高质量地完成各种施工任务，因其独特的作业模式、经济实惠且适应性强大等特点，被广泛应用于道路与河流修坡工作之中。随着社会对于安全的重视程度增加，人们对于修坡工作的工作质量，工作效率、安全性等多方面的要求也随之增加。

挖掘机目前存在一系列问题，例如：

挖掘机工作环境差，挖掘机操作员常常面临着灰尘与噪音，甚至在极端环境下面临着塌方等生命危险，给操作员带来安全问题；修坡工作工作量大且重复性高，操作员注意力不容易长时间集中于工作之中，容易造成施工精度的误差，严重甚至会威胁到工程质量；修坡工作对于施工精度要求程度高，这就要求挖掘机操作员有较高的施工经验，而现实中培养一名具有优秀修坡经验的驾驶员需要耗费大量的资源和时间，甚至造成了工程的延误。

目前国内修坡作业大都采用手动操作的方式控制挖掘机，使人有可能在危险的环境中工作，高重复度的工作内容也极有可能影响施工精度。

发明内容

为了解决现有修坡施工工艺中存在的问题，针对挖掘机人工操作进行修坡作业时存在的弊端，发明了一种将自动控制与人工控制相结合的施工工艺，充分结合两种方法的优势。

本发明采用的技术方案如下：

一种挖掘机进行自动修坡的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、结合施工图纸，利用挖掘机坡度输入装置设定工作坡面坡度与高度信息；

步骤二、操作挖掘机修标准坡面；

步骤三、利用双目相机对标准坡面做边缘检测得到斜坡的上边缘线和下边缘线作为工作线，根据检测到标准斜坡的工作线，得到下一工作循环的上下工作线，并结合图纸斜坡高度与坡度信息计算出挖掘机铲斗的工作轨迹；

步骤四、利用双目相机采集标准坡度信息作为判断修坡是否工作完成的标准；

步骤五、挖掘机按照设定的工作轨迹开始自动修坡工作；

步骤六、通过双目相机采集吃土量信息以及斜坡固定点的距离判断是否完成修坡，若没有完成则回到步骤五继续工作，若完成则继续步骤七；

步骤七、人工驾驶挖掘机前进一个铲斗的宽度，进行下一个修坡循环；

步骤八、根据施工图纸，将工程的长度平均分为n个铲斗宽度的施工循环，当挖掘机自主作业完成最后一个工作循环后停止作业。

与现有的挖掘机修坡施工工艺相比，本发明具有以下突出效果：

1、本施工工艺充分结合了人工操作挖掘机修坡的优势与挖掘机自主作业的优势，既保证了挖掘机自主作业的精确程度，又极大程度避免了挖掘机驾驶员长时间、高强度、高重复性工作过程中因疲劳带来的操作失误，节省了培育一名经验娴熟的驾驶员的资源与时间成本。

2、采用机器视觉判断修坡工作是否完成，极大提升了修坡工作的效率，避免挖掘机做多余的工作，节省了施工时间。