[实用新型]挖掘机作业引导系统

权利要求书

1.一种挖掘机作业引导系统，其特征在于，该系统包括：

角度检测装置，用于检测所述挖掘机的动臂、斗杆以及铲斗的相关角度；

定位装置，用于检测所述挖掘机的实际位置坐标以及航向角；

显示装置，与所述角度检测装置以及所述定位装置连接，该显示装置包括：

计算单元，用于至少根据所检测的挖掘机的动臂、斗杆以及铲斗的相关角度，计算所述铲斗的斗尖的坐标以及姿态角；

网格化单元，用于网格化待作业区域，以将所述待作业区域分为多个挖掘区域和多个填方区域；

边界线确定单元，与所述网格化单元连接，用于在挖掘量和填方量平衡的前提下，生成施工引导区域的边界线，其中所述施工引导区域为所述待作业区域中挖掘机实际作业的区域；

等高线单元，与所述边界线确定单元连接，用于生成所述施工引导区域的等高线；

显示单元，与所述计算单元以及所述等高线单元连接，用于显示网格化的施工引导区域、所述施工引导区域的边界线以及所述施工引导区域的等高线，根据所述斗尖的坐标以及所述姿态角，实时显示所述挖掘机的铲斗的斗尖的位置，以引导作业人员的作业。

2.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述角度检测装置包括：

动臂倾角传感器，设置在所述挖掘机的动臂上，用于检测所述挖掘机的动臂与机身坐标平面之间的第一角度；

斗杆倾角传感器，设置在所述挖掘机的斗杆上，用于检测所述挖掘机的斗杆与所述挖掘机的动臂之间的第二角度；

铲斗倾角传感器，设置在所述挖掘机的铲斗上，用于检测所述挖掘机的斗杆与所述挖掘机的铲斗之间的第三角度。

3.根据权利要求2所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述计算单元包括：

读取单元，用于读取所述挖掘机的动臂与机身坐标平面之间的第一角度、所述挖掘机的斗杆与所述挖掘机的动臂之间的第二角度、所述挖掘机的斗杆与所述挖掘机的铲斗之间的第三角度；

斗尖属性确定单元，与所述读取单元连接，用于根据所述挖掘机的斗杆的长度、所述挖掘机的动臂的长度、所述挖掘机的铲斗的长度、所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度、所述挖掘机的动臂的转轴的坐标与所述挖掘机的实际位置的坐标之间的垂直高度上的坐标差以及沿所述铲斗朝向的水平方向上的坐标差，确定所述挖掘机的铲斗的斗尖的坐标以及姿态角。

4.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述定位装置为GNSS定位装置。

5.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述显示装置还包括引导路径确定单元，用于根据所述挖掘机实际作业的区域中所述多个挖掘区域和所述多个填方区域的作业量，确定施工引导路径；

所述显示单元与所述引导路径确定单元连接，还用于显示所述施工引导路径，以引导所述作业人员的作业。

6.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述显示装置还包括：

引导属性确定单元，用于根据所述挖掘机的实际位置的坐标以及所述挖掘机的目标位置的位置坐标，确定施工引导距离和施工引导航向角；

所述显示单元与所述引导属性确定单元连接，用于根据所述施工引导距离和所述施工引导航向角，引导所述挖掘机至所述目标位置。

7.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述边界线确定单元用于：

在挖掘量和填方量平衡的前提下，计算所述施工引导区域的平均设计高程；

基于所述平均设计高程，生成所述施工引导区域的边界线。

8.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述显示装置还包括拟合单元，用于在所述多个挖掘区域和/或所述多个填方区域的作业目标造型为曲面时，采用样条插值对所述多个挖掘区域和/或所述多个填方区域对应断面面积进行拟合，以生成样条函数；

所述显示单元与所述拟合单元连接，还用于显示所述样条函数对应的曲面，以引导所述作业人员的作业。

9.根据权利要求1所述的挖掘机作业引导系统，其特征在于，所述显示单元还用于：

基于外部输入的坐标，显示作业目标面的位置；

根据所述挖掘机的铲斗的斗尖的位置和所述作业目标面的位置，显示所述挖掘机的铲斗的斗尖与所述作业目标面的位置关系，以引导所述作业人员的作业。